物理：8.4气体热现象的微观意义课件新人教版选修3-3.ppt

8 4气体热现象的微观意义 单个分子的运动是无规则的 思路 四枚硬币 每投掷一次 正面朝上的硬币数是不一定的 若投掷很多次后 正面朝上的硬币数是否会存在某种规律性呢 大量气体分子的运动是否存在一定的规律 类比 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 单个气体分子的运动是无规则的 思路 四枚硬币 每投掷一次 正面朝上的硬币数是不确定的 投掷很多次后 正面朝上的硬币数存在着一定的统计规律 大量气体分子的运动也应该存在一定的统计规律 类比 2 气体能充满它所能到达的整个空间 气体的体积为容器的容积 3 在空间 向各个方向运动的气体分子数目是相等的 1 温度升高时 分子的热运动越剧烈 a为比例常数 温度是分子平均动能的标志 一 气体分子运动的特点 实验步骤 1 在距离电子秤一定的高度 将装有小钢球的试管以与水平方向一定的夹角 倾斜 使钢球连续地倒在称盘上 观察读数变化 在同一高度 将试管与水平方向的夹角 增大 则在相同时间内倒出更多的钢球在秤盘上 观察读数的变化 保持上述步骤中的夹角 不变 将试管放到更高的位置 使钢球落秤盘上时的平均动能增大 观察读数的变化 分子密集程度 分子的平均动能 一 气体分子运动的特点 1 气体间的距离较大 分子间的相互作用力十分微弱 可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用 每个分子都可以在空间自由移动 一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间 无一定的形状和体积 2 分子间的碰撞频繁 这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞 气体通过这种碰撞可传递能量 其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的 这就是杂乱无章的气体分子热运动 3 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 4 大量气体分子的速率是按一定规律分布 呈 中间多 两头少 的分布规律 且这个分布状态与温度有关 温度升高时 平均速率会增大 二 气体压强微观解释 1 气体压强是大量分子频繁的碰撞容器壁而产生的 2 影响气体压强的两个因素 1 气体分子的平均动能 从宏观上看由气体的温度决定 对确定的气体而言 温度与分子运动的平均速率有关 温度越高 反映气体分子热运动的平均速率越大 2 单位体积内的分子数 分子密度 从宏观上看由气体的体积决定 对确定的一定质量的理想气体而言 分子总数N是一定的 当体积增大时 分子密度减小 三 用气体分子动理论解释实验三定律 1 解释玻意耳定律 一定质量 m 的理想气体 其分子总数 N 是一个定值 当温度 T 保持不变时 则分子的平均速率 v 也保持不变 当其体积 V 增大几倍时 则单位体积内的分子数 n 变为原来的几分之一 因此气体的压强也减为原来的几分之一 反之若体积减小为原来的几分之一 则压强增大几倍 即压强与体积成反比 这就是玻意耳定律 2 对查理定律进行微观解释 一定质量 m 的气体的总分子数 N 是一定的 体积 V 保持不变时 其单位体积内的分子数 n 也保持不变 当温度 T 升高时 其分子运动的平均速率 v 也增大 则气体压强 p 也增大 反之当温度 T 降低时 气体压强 p 也减小 3 解释盖 吕萨克定律 一定质量 m 的理想气体的总分子数 N 是一定的 要保持压强 p 不变 当温度 T 升高时 全体分子运