人教版选修33 气体热现象的微观解释 课件（36张）.ppt

第4节气体热现象的微观解释,学习目标1了解统计规律及其在科学研究和社会生活中的作用。2知道气体分子运动的特点，掌握温度的微观定义。3知道气体压强的微观意义和从微观角度分析气体的压强为什么跟气体的温度和体积有关。4能够用分子动理论解释气体的实验定律。,一、随机性与统计规律气体分子运动的特点气体温度的微观意义1随机性与统计规律(1)必然事件：在一定条件下_出现的事件。(2)不可能事件：在一定条件下_出现的事件。(3)随机事件：在一定条件下_出现，也_不出现的事件。(4)统计规律：大量的_整体表现出的规律。,必然,不可能,可能,可能,随机事件,2气体分子运动的特点(1)自由性：气体分子距离比较大，分子间的作用力很弱，除相互碰撞或跟器壁碰撞外，可以认为分子不受力而做_运动，因而气体能充满它能达到的整个空间。(2)随机性：分子之间频繁地发生碰撞，使每个分子的速度大小和方向频繁地改变，分子的运动_。(3)规律性单个分子的运动是无规则的，具有不确定性，但大量分子在某一时刻，向任何一个方向运动的分子数目都_，在宏观上表现为均衡性。,匀速直线,杂乱无章,相等,气体分子的速率各不相同，但遵守速率分布规律，即出现“_”的分布规律。自主思考判一判1(1)气体分子的运动是杂乱无章的，没有一定的规律。()(2)气体分子间除相互碰撞外，几乎无相互作用。()(3)大量气体分子的运动符合统计规律。()(4)理想气体没有分子势能。(),中间多、两头少,二、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容器而产生的。2影响气体压强的两个因素(1)气体分子的_；(2)分子的_。自主思考判一判2(1)密封气体的压强是由气体受到重力而产生的。()(2)气体的温度越高，压强就一定越大。()(3)大气压强是由于空气受重力产生的。(),平均动能,密集程度,三、对气体实验定律的微观解释1玻意耳定律的微观解释：温度不变，分子的平均动能_。体积减小，分子越密集，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就_。2查理定律的微观解释：体积不变，则分子密度_，温度升高，分子平均动能_，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强_。3盖吕萨克定律的微观解释：温度升高，分子平均动能_，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素分子密度减小，所以气体的体积_。,不变,增大,不变,增大,增大,增大,增大,自主思考判一判3(1)一定质量的理想气体，温度升高，分子的平均动能增大，因此压强必然增大。()(2)一定质量的理想气体，体积增大，气体分子的密集程度变小，压强必然减小。()(3)一定质量的理想气体，分子平均动能增大，分子密集程度增大，压强必然增大。(),摸一个充满了气的篮球，会感觉很硬，而摸一个气有些瘪的篮球，会感觉很软。你能从微观角度解释这一现象吗？,图841,提示充满了气的篮球，球内的气体分子数目多，因此对球壁的压强大，因而摸起来硬，而瘪了的篮球，球内分子数目少，因此压强小，摸起来发软。,考点一统计规律与气体分子运动的特点1统计规律(1)个别事件的出现具有偶然因素，但大量事件出现的机会，却遵从一定的统计规律。(2)从微观角度看，由于气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气体分子运动的特点(1)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，具有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动服从一定的统计规律。(2)气体分子之间的距离很大，大约是分子直径的10倍，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，在空间自由移动能达到容器的任何空间，所以气体没有确定的形状和体积，其体积等于容器的体积。,(3)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，而且向各个方向运动的气体分子数目都相等，即气体分子沿各个方向运动的机会(几率)相等。(4)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。(5)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。(6)温度升高时，所有分子热运动的平均速率增大，即大部分分子的速率增大了，但也有少数分子的速率减小，这也是统计规律的体现。,例1(多选)根据气体分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，下列表格中的数据是研究氧气分子速率分布规律而列出的。,依据表格内容，以下四位同学所总结的规律正确的是a不论温度多高，速率很大和很小的分子总是少数b温度变化，表现出“中间多、两头少”的分布规律要改变c某一温度下，速率都在某一数值附近，离开这个数值越远，分子越少d温度增加时，速率小的分子数减少了【解析】温度变化，表现出“中间多、两头少”的分布规律是不会改变的，选项b错误；由气体分子运动的特点和统计规律可知，选项a、c、d描述正确。【答案】acd,名师点拨气体分子速率的特点(1)在一定温度下，所有气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布。(2)并不是所有分子的速率随温度升高都增大。,1(多选)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,解析分子的频繁碰撞使其做杂乱无章的无规则运动，除碰撞外，分子可做匀速直线运动，a、b对；大量分子运动遵守统计规律，如分子向各方向运动机会均等，分子速率分布呈“中间多，两头少”的规律，c对，d错。答案abc,2(2018江苏卷)一定量的氧气贮存在密封容器中，在t1和t2温度下其分子速率分布的情况见下表。则t1_(选填“大于”“小于”或“等于”)t2。若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前容器内温度均为t1，则在泄漏后的容器中，速率处于400500m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比_(选填“大于”“小于”或“等于”)18.6%。,解析根据表格中数据可知，温度为t1时分子速率较大的区间所占百分比较大，所以t1大于t2。若约10%的氧气从容器中泄漏，温度不变，根据分子速率分布只与温度有关可知，速率处于400500m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比仍然等于18.6%。答案大于等于,考点二气体压强的微观意义的理解及气体实验定律的微观解释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、持续地碰撞产生了气体的压强。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气体压强的决定因素(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)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大。气体分子的平均动能：气体的温度越高，气体分子的平均动能就越大，每个气体分子与器壁碰撞时给器壁的冲力就越大；从另一方面讲，分子的平均速率越大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累计冲力就越大，气体压强就越大。,(2)宏观因素：与温度有关：温度越高，分子的平均动能越大，其他物理量不变时，气体的压强就越大。与体积有关：体积越小，分子的密集程度越大，其他物理量不变时，气体的压强就越大。3气体压强与大气压强的区别与联系(1)区别：气体压强。,因密闭容器的气体分子的密集程度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生，大小由气体分子的密集程度和温度决定，与地球的引力无关，气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的。大气压强。大气压强是由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强。如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压强。地面大气压强的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值，大气压强最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强。,(2)联系：两种压强最终都是通过气体分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物体而实现的。4气体实验定律的微观解释从微观角度解释气体实验定律，要明确宏观和微观两个对应关系，即温度与分子平均动能相对应，体积与分子密集程度相对应。,对一定质量的理想气体，若温度不变，体积变化，分子密度必然发生变化，必引起压强变化；若体积不变，温度变化，则分子平均动能发生变化，那么气体的压强必然发生变化；若气体的压强发生变化，必然是决定气体压强的因素发生变化，即气体分子密度或气体分子的平均动能发生变化。所以说气体状态发生变化时，不可能只一个参量发生变化，其他两个参量不变。,例2(多选)如图842，封闭在汽缸内一定质量的理想气体，如果保持体积不变，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气体分子的平均动能减小d每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多,图842,【答案】bd,名师点拨气体压强的产生原因及决定因素(1)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地碰撞产生的。(2)气体压强的决定因素气体分子的密集程度与平均动能。,3在一定温度下，当一定质量气体的体积增大时，气体的压强减小，这是由于a单位体积内的分子数变少，单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少b气体分子的密集程度变小，分子对器壁的吸引力变小c每个分子对器壁的平均撞击力都变小d气体分子的密集程度变小，单位体积内分子的重量变小,解析温度不变，一定质量气体分子的平均动能、平均速率不变，每次碰撞分子对器壁的平均作用力不变，但体积增大后，单位体积内的分子数减少，因此单位时间内碰撞次数减少，气体的压强减小，a正确，b、c、d错误。答案a,4(多选)一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为a气体分子每次碰撞