高中物理 第八章 气体 专题8.4 气体热现象的微观意义课件 新人教版选修33.ppt

气体热现象的微观意义 实验一 每个人都把4枚硬币握在手中 在桌面上随意投掷10次 记录每次投掷是正面朝上的硬币数 统计共10次投掷中有0 1 2 3 4枚硬币正面朝上的次数各是多少 将结果填在以下表格中 统计对象 次数 统计项目 上面的统计的数据能给我们什么启示 上面的实验给我们的启示 1 个别事件的出现有其偶然性2 大量随机事件的整体会表现出一定的规律 统计规律 分子的运动是无规则的 每个分子的运动都具有不确定性 但物体是由大量分子组成的 因而物体的热现象的宏观特性是由大量分子的集体行为决定的 所以看起来无规则的分子热运动 也必定是有一定的规律的 统计规律 一 气体分子运动的特点 1 气体间的距离较大 分子间相互作用力十分微弱 可认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用而做匀速直线运动 所以一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间 2 气体分子的运动杂乱无章 在某一时刻向着任何一个方向运动的分子都有 从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等 因此对大量分子而言 在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的 问题 大量气体分子的速率分布随温度变化有何规律 尽管大量分子做无规则运动 速率有大有小 但分子的速率却按一定的规律分布 多选 2017 全国卷 33 1 氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图3中两条曲线所示 下列说法正确的是a 图中两条曲线下的面积相等b 图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形c 图中实线对应于氧气分子在100 时的情形d 图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目e 与0 时相比 100 时氧气分子速率出现在0 400m s区间内的分子数占总分子数的百分比较大 图3 答案 解析 2016年江苏卷 解析根据图线的物理意义可知 曲线下的面积表示总分子数 所以图中两条曲线下的面积相等 选项a正确 温度是分子平均动能的标志 且温度越高 速率大的分子所占比例较大 所以图中实线对应于氧气分子平均动能较大的情形 虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 选项b c正确 根据曲线不能求出任意区间的氧气分子数目 选项d错误 由图线可知100 时的氧气分子速率出现在0 400m s区间内的分子数占总分子数的百分比比0 时的百分比小 选项e错误 二 气体温度的微观意义 1 氧气分子的速率分布图象特点 中间多 两头少 2 温度升高时 速率大的分子数增加速率小的分子数减少 2 微观意义 温度是分子平均动能的标志 a为比例常数 我们以上学习了气体分子运动的几个特点 我们下面将应用以上的特点来解释一些气体实验规律 三 气体压强的微观意义 密闭容器中的气体对器壁有压强 且对各个器壁的压强相等 气体压强究竟是如何产生的呢 1 气体压强的产生原因 微观解释 大量分子频繁地碰撞器壁 对器壁产生持续 均匀的压力 产生压强2 气体压强的微观意义 大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 问题1 实验利用什么实验方法 问题2 影响台秤示数的因数有哪些 控制变量法 钢球的动能 钢球的数目 演示实验2 1 分子的平均动能2 分子密集程度 影响气体压强的两个因素 微观角度 从宏观上如何改变 温度 体积 宏观角度 问题3 我们从类比的角度去思考 在微观上影响一定质量气体压强大小的因数有哪些 思考 温度 体积 三 气体压强的微观意义 1 气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的2 影响气体压强的两个因素 1 玻意耳定律的微观解释 一定质量的气体等温变化 p1v1 p2v2 t不变 分子平均动能不变 平均每个分子对器壁的撞击力不变 v减小 分子密集程度增大 单位时间内撞击容器单位面积的分子数增多 气体压强增大 四 对气体实验定律的微观解释 分子的密集程度不变 温度升高 分子的平均动能增加 压强越大 一定质量的气体 体积不变 2 查理定律 等容变化 温度升高 分子的平均动能增大 压强有增大的趋势 体积增大 压强有减小的趋势 一定质量的气体 保持压强不变 3 盖 吕萨克定律 等压变化 气体压强问题的解题思路 1 明确气体压强产生的原因 大量做无规则运动的分子对器壁频繁持续的碰撞 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 2 明确气体压强的决定因素 气体分子的密集程度与平均动能 3 只有知道了这两个因素的变化 才能确定压强的变化 任何单个因素的变化都不能决定压强是否变化 小结 一 气体分子运动的特点 1 气体分子可以充满任何容器 2 从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等 因此对大量分子而言 在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的 1 氧气分子的速率分布图象特点 中间多 两头少 二 气体温度的微观意义 2 温度是分子