2019-2020学年高中物理 第8章 气体 4 气体热现象的微观意义课件 新人教版选修3-3(1)

4气体热现象的微观意义,我们已经学过物体的温度是物体分子平均动能的标志，还知道气体的压强与温度的关系、气体的体积与温度的关系都与分子的运动有关那么，如何从气体分子的运动特点进行微观解释呢？,一、气体分子运动的特点1气体的微观结构特点(1)气体分子之间的距离很大，大约是分子直径的_倍以上【答案】(1)10(2)气体分子间的相互作用力十分微弱气体分子间的距离很大，分子作用力十分微弱，通常认为气体分子除相互碰撞或与器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，因而气体能充满它能达到的整个空间,2气体分子运动的特点,对个别分子，在某一时刻速度的大小与方向有偶然性，因大量分子频繁碰撞，对大量分子来说，它们向各个方向运动的概率是相等的，分子速率呈现“中间多，两头少”当温度升高时，对某一分子在某一时刻它的速率不一定增加，但大量分子的平均速率一定增加，而且“中间多”的分子速率值在增加(如图所示),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对_而产生的【答案】容器的碰撞2影响气体压强的两个因素：(1)气体分子的_；(2)分子的_【答案】(1)平均动能(2)密集程度,三、对气体实验定律的微观解释1玻意耳定律一定质量的气体，温度保持不变时，分子的_是一定的在这种情况下，体积减小时，分子的_增大，气体的_就增大【答案】平均动能密集程度压强,2查理定律一定质量的气体，体积保持不变时，分子的_保持不变，在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能_，气体的压强就_【答案】密集程度增大增大3盖吕萨克定律一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能_只有气体的体积同时_，使分子的密集程度_，才能保持压强_【答案】增大增大减小不变,1统计规律(1)掷硬币实验：实验条件：4枚硬币每次下落高度均相同(不宜太低)，硬币的大小、材料要相同，抛出方法要相同实验现象：2枚硬币正面朝上的次数比例最多，1枚和3枚硬币正面朝上的次数比例略小，正面全部朝上和朝下的次数最少,什么是统计规律，气体分子的运动特点有哪些,(2)统计规律：大量偶然事件表现出来的整体规律为统计规律2气体分子运动特点(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，单独看来，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)气体分子沿各个方向运动的机会(概率)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小)的规律(4)温度升高时，所有分子热运动的平均速率增大，速率大的分子占的比例增大，速度小的分子占的比例减少，这也是统计规律的体现温馨提示：单个或少量分子的运动是“个性行为”，具有不确定性，大量分子运动是“集体行为”，具有规律性即遵守统计规律,1(多选)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,【答案】bd【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正确,1产生原因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、均匀的压力气体的压强等于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,气体压强的产生原因和决定因素是什么,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,3气体压强与大气压强不同大气压强由重力而产生，随高度增大而减小气体压强是由大量分子撞击器壁产生的，大小不随高度而变化,2(2019北京名校二模)物质的宏观性质往往是大量微观粒子运动的集体表现下面对气体温度和压强的微观解释，正确的是()a气体的温度升高，气体的每一个分子运动速率都会变快b气体的温度升高，运动速率大的分子所占比例会增多c气体的压强变大，气体分子的平均动能一定变大d气体的压强变大，气体分子的密集程度一定变大【答案】b,解析：温度是分子热运动平均动能的标志，气体的温度升高，分子热运动的平均动能增加，运动速率大的分子所占比例会增多，但不是每个分子速率均增加，故a错误，b正确；气体压强从微观角度看取决于分子数密度和分子热运动的平均动能，故气体的压强变大，气体分子的平均动能不一定变大，气体分子的平均动能也不一定变大，故c、d错误,例1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(),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200700m/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,反思领悟：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地改变；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,1(多选)x、y两容器中装有相同质量的氦气，已知x容器中氦气的温度高于y容器中氦气的温度，但压强却低于y容器中氦气的压强.由此可知()a.x中氦气分子的平均动能一定大于y中氦气分子的平均动能b.x中每个氦气分子的动能一定都大于y中每个氦气分子的动能c.x中动能大的氦气分子数一定多于y中动能大的氦气分子数d.x中氦气分子的热运动一定比y中氦气分子的热运动剧烈,【答案】acd解析：分子的平均动能取决于温度，温度越高，分子的平均动能越大，但对于任意一个氦气分子来说并不一定成立，故a正确，b错误；分子的动能也应遵从统计规律，即“中间多，两头少”，温度较高时，动能大的分子数一定多于温度较低时动能大的分子数，c正确；温度越高，分子的无规则热运动越剧烈，d正确.,例2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,气体压强产生的原因及影响因素分析,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,反思领悟：气体的压强是由大量的气体分子频繁地不断地碰撞器壁产生的，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,2如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中正确的是(容器容积恒定)()a.两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的b.两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的c.甲容器中papb，乙容器中pcpdd.当温度升高时，pa、pb变大，pc、pd也要变大,【答案】c解析：甲容器压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，a、b错误；液体的压强pgh，hahb，可知papb，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，故pcpd，c正确；当温度升高时，pa、pb不变，而pc、pd增大，d错误.,例3对一定质量的理想气体，下列说法正确的是()a体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大b温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小c压强不变，温度降低时，气体的密度一定减小d温度升高，压强和体积都可能不变,气体实验定律的微观解释,解析：根据气体压强、体积、温度的关系可知，体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大，选项a正确；温度不变，压强减小时，气体体积增大，气体的密度减小压强不变，温度降低时，体积减小，气体密度增大温度升高，压强、体积中至少有一个发生改变综上所述，正确答案为ab答案：ab反思领悟：气体的体积决定分子的密集程度，气体的温度反映着气体分子的平均动能，而压强又由气体分子的密集程度和平均动能决定,3(多选)对于一定质量的气体，当它的压强和体积发生变化时，