高中物理 1.2 气体分子运动与压强同步课件 鲁科版选修33.ppt

第2节气体分子运动与压强 1 掌握 气体压强产生原因及决定因素2 理解 气体分子速率分布规律 气体分子统计规律3 认识 统计规律的特点 某一事件的出现是偶然的 但大量的偶然事件却会表现出一定的规律 这种大量 事件表现出来的整体规律 叫做 规律 1 由于气体分子间的距离较大 约为分子直径的10倍 故气体分子可看作 2 气体分子间的碰撞十分频繁 一 气体分子速率的分布规律 统计规律 气体分子运动的特点 偶然 质点 统计 3 气体分子运动的统计规律 某任一时刻 气体分子沿各方向运动的机会 即沿各个方向运动的分子数目相同 大量分子的无规则运动 其速率按一定规律分布 即 的分布规律 是指处于中间速率的分子数多 是指速率很大的和速率很小的分子数少 均等 中间多 两头少 中间多 两头少 气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁 产生的 压强就是大量气体分子作用在器壁 上的平均作用力 明确气体压强的决定因素气体分子数密度与平均 二 气体的压强 频繁持续的碰撞 单位面积 动能 1 气体分子之间的距离很大 大约是分子直径的10倍 因此除相互碰撞或者跟器壁碰撞外 气体分子不受力的作用 在空间自由移动 2 分子的运动永不停息 杂乱无章 在某一时刻 向着任何一个方向运动的分子都有 而且向各个方向运动的气体分子数目都相等 3 每个气体分子都在做永不停息的运动 常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒 在数量级上相当于子弹的速率 一 气体分子运动与统计规律 气体分子运动的特点理解 1 个别事物的出现具有偶然因素 但大量事物出现的机会 却遵从一定的统计规律 2 从微观角度看 由于物体是由数量极多的分子组成的 这些分子并没有统一的运动步调 单独来看 各个分子的运动都是不规则的 带有偶然性 但从总体来看 大量分子的运动却有一定的规律 统计规律的理解 气体压强的产生 单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的 但是大量分子频繁地碰撞器壁 就对器壁产生持续 均匀的压力 所以从分子动理论的观点来看 气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 决定气体压强大小的因素 1 微观因素 气体分子的密集程度 气体分子密集程度 即单位体积内气体分子的数目 大 在单位时间内 与单位面积器壁碰撞的分子数就多 气体压强就越大 二 正确理解气体压强的微观意义 气体分子的平均动能 气体的温度高 气体分子的平均动能就大 每个气体分子与器壁的碰撞 可视为弹性碰撞 给器壁的冲力就大 从另一方面讲 分子的平均速率大 在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就多 累计冲力就大 气体压强就越大 2 宏观因素 与温度有关 温度越高 气体的压强越大 与体积有关 体积越小 气体的压强越大 大气压强可以从宏观和微观两个方面理解 宏观上可以看作由大气的重力引起的 微观上 可以认为是大气分子对地面或对某一平面无规则的碰撞引起的 大气压强的理解 气体分子永不停息地做无规则运动 同一时刻都有向不同方向运动的分子 速率也有大有小 下表是氧气分别在0 和100 时 同一时刻在不同速率区间内的分子数占总分子数的百分比 由表得出下列结论正确的是 例1 气体分子运动的特点 a 气体分子的速率大小基本上是均匀分布的 每个速率区间的分子数大致相同b 大多数气体分子的速率处于中间值 少数分子的速率较大或较小c 随着温度升高 气体分子的平均速率增大d 气体分子的平均速率基本上不随温度的变化而变化解析由表格可以看出 在0 和100 两种温度下 分子速率在200m s 700m s之间的分子数的比例较大 由此可得出b正确 在0 和100 两种温度下 分子速率较大的区间 100 时分子数所占比例较大 故100 时气体分子平均速率高于0 时气体分子平均速率 故c正确 答案bc 借题发挥气体分子的运动特点 一是统计规律上看是大量分子的表现出来的 中间多 两头少 的速率分布规律 每个分子因频繁的碰撞 速度的大小和方向不断的改变 二是从温度上看温度是分子平均动能标志 温度升高是分子的平均速率变大 或说速率大的分子占的比例增大 速率小的分子占的比例减少 而不是大部分分子的速率增大了 少数分子的速率减小了 对于气体分子的运动 下列说法正确的是 a 一定温度下某理想气体的分子的碰撞虽然十分频繁但同一时刻 每个分子的速率都相等b 一定温度下某理想气体的分子速率一般不等 但速率很大和速率很小的分子数目相对较少c 一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况d 一定温度下某理想气体 当温度升高时 其中某10个分子的平均动能可能减少 变式1 解析一定温度下某理想气体分子碰撞十分频繁 单个分子运动杂乱无章 速率不等 但大量分子的运动遵守统计规律 速率大和速率小的分子数目相对较少 向各个方向运动的分子数目相等 a c错 b对 温度升高时 分子平均动能增大 但对个别或少量 如10个 分子的动能有可能减少 d对 答案bd 对于一定质量的理想气体 下列四个叙述中正确的是 a 当分子热运动变剧烈时 压强必变大b 当分子热运动变剧烈时 压强可以不变c 当分子间的平均距离变大时 压强必变小d 当分子间的平均距离变大时 压强必变大解析根据气体压强产生的原因可知 一定质量的理想气体的压强 由气体分子的平均动能和气体分子的密集程度共同决定 分子平均动能越大 单位时间内分子撞击器壁的次数越多 气体压强越大 a c d三个选项均只给定了其中一个因素 而另一个因素不确定 不能判断压强是变大还是变小 所以只有b正确 答案b 例2 气体压强的微观解释 借题发挥气体的压强是由大量的气体分子频繁的不断的碰撞器壁产生的 大小与气体分子的动能和单位时间内在器壁单位面积上碰撞的次数有关 即由气体分子的平均动能和气体分子的密集程度共同决定 一定质量的气体 下列叙述中正确的是 a 如果体积减小 气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大b 如果压强增大 气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大c 如果温度升高 气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大d 如果分子密度增大 气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大 变式2 解析气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数 是由单位体积内的分子数和分子的平均速率共同决定的 选项a和d都是单位体积内的分子数增大 但分子的平均速率如何变化却不知道 选项c由温度升高可知分子的平均速率增大 但单位体积内的分子数如何变化未知 所以选项a c d都不能选 气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数正是气体压强的微观表现 故正确答案为b 答案b 关于气体的特点 下列说法正确的是 a 由于气体分子间距离较大 所以气体很容易被压缩b 气体之所以能充满整个空间 是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱 气体分子可以在空间自由运动c 由于气体分子间的距离较大 所以气体分子间根本不存在相互作用d 气体分子间除相互碰撞外 几乎无相互作用 气体分子运动的特点 1 解析气体分子间距离大 相互作用的引力和斥力都很微弱 很容易被压缩 能自由运动 a b对 但气体间不是没有相互作用 c错 d对 答案abd 下列关于气体分子运动的说法正确的是 a 分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外 可在空间自由移动b 分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动c 分子沿各个方向运动的机会相等d 分子的速率分布毫无规律答案abc 2 封闭在气缸内一定质量的气体 如果保持气体体积不变 当温度升高时 以下说法正确的是 a 气体的密度增大b 气体的压强增大c 气体分子的平均速率减小d 每秒撞击单位面积器壁的气体分子数不变解析气体的体积不变 对一定质量的气体 单位体积内的分子数不变 当温度升高时 分子的平均速率增大 每秒内撞击单位面积器壁的分子数增加 撞击力增大 压强必增大 所以b项正确 a c d均不正确 答案b 气体压强的微观解释 3 密闭容器中气体的压强是