高中物理 气体分子运动与压强课件 鲁科版选修33.ppt

高中物理 选修3 3 鲁科版 第2节气体分子运动与压强 目标定位 1 认识统计规律的特点 2 知道气体分子速率分布规律 3 掌握压强产生原因及决定因素 一 偶然中的必然 统计规律统计规律 对于大量事件中的某一事件的出现纯粹是的 是不可预测的 但的偶然事件却会表现出一定的规律 这种大量表现出来的规律 叫做统计规律 大量 偶然 偶然事件 整体 二 气体分子速率分布规律在一定温度下 气体的多数分子的速率分布表现出的分布规律 当温度升高时 上述分布规律不变 气体分子的速率增大 分布曲线的峰值向的一方移动 中间多两头少 速率大 三 气体的压强1 产生 容器中的气体分子在做高速无规则运动时 每个分子撞击器壁产生的力是短暂的 不连续的 但容器壁受到大量分子撞击 就会受到一定的压力 从而产生压强 2 影响气体压强的因素是和 温度越高 单位体积的分子数越多 气体的压强越大 频繁 稳定 温度 单位体积的分子数 一 气体分子运动的统计规律1 统计规律的理解 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 2 气体分子运动特点的理解 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 气体分子不受力而做匀速直线运动 因而气体会充满它能达到的整个空间 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 大量气体分子的速率分布呈现中间多 占有分子数目多 两头少 速率大或小的分子数目少 的规律 当温度升高时 中间多 这一 高峰 向速率大的一方移动 分子的平均速率增大 分子的热运动剧烈 因此说 温度是分子平均动能的标志 如图1 2 1所示 图1 2 1 例1 图1 2 2 a 为测量分子速率分布的装置示意图 圆筒绕其中心匀速转动 侧面开有狭缝n 内侧贴有记录薄膜 m为正对狭缝的位置 从原子炉r中射出的银原子蒸汽穿过屏上s缝后进入狭缝n 在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上 展开的薄膜如图1 2 2 b 所示 np pq间距相等 则 图1 2 2 a 到达m附近的银原子速率较大b 到达q附近的银原子速率较大c 位于pq区间的分子百分率大于位于np区间的分子百分率d 位于pq区间的分子百分率小于位于np区间的分子百分率答案ac 解析根据分子速率分布规律的 中间多 两头少 特征可知 m附近的银原子速率较大 故选项a正确 b错误 pq区间的分子百分率最大 故选项d错误 c正确 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 温度升高使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 例2 密闭在钢瓶中的理想气体 温度升高时压强增大 从分子动理论的角度分析 这是由于分子热运动的 增大了 该气体在温度t1 t2时的分子速率分布图象如图1 2 3所示 则t1 t2 选填 大于 或 小于 图1 2 3答案平均动能小于 解析温度升高时 气体分子平均速率变大 平均动能增大 即速率较大的分子占总分子数的比例增大 所以t1 t2 二 气体压强的产生原因及决定因素1 气体压强的产生原因 大量做无规则热运动的分子对器壁频繁 持续地碰撞产生气体的压强 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 2 决定气体压强大小的因素 1 微观因素 气体分子密度 单位体积内气体分子数目 单位体积内气体的分子数目越多 单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数越多 气体压强越大 气体分子的平均速率 气体的温度高 气体分子的平均速率就大 每个气体分子与器壁的碰撞 可视为弹性碰撞 给器壁的撞击力就大 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 累计撞击力就大 2 宏观因素 气体的体积 一定质量气体的体积越大 气体的分子密度越小 气体的压强越小 气体的温度 气体的温度越高 气体分子的平均速率越大 气体的压强越大 例3 下面对气体压强的理解正确的是 a 气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的b 气体压强取决于单位体积内的分子数和分子的平均速率c 单位面积器壁受到大量气体分子的碰撞的作用力就是气体对器壁的压强d 大气压强是由地球表面空气重力产生的 因此将开口瓶密闭后 瓶内气体脱离大气 它自身重力太小 会使瓶内气体压强远小于外界大气压强答案abc 针对训练对于一定量的气体 下列论述中正确的是 a 体积变大时 压强必变大b 体积变大时 压强一定变小c 温度升高时 压强一定变大d 温度升高时 压强不一定变大答案d 解析从宏观上看 决定气体压强大小的因素有两个