【课堂新坐标】(教师用书)高中物理 第4章 第2节 气体实验定律的微观解释同步备课课件 鲁科版选修33

【审题指导】 气体压强的决定因素是温度和体积， 因此解答本题采用以下思路：
【规范解答】
密度增大为原来的 4 倍，则体积变
1 pV 为原来的 ，根据 T ＝C，A，B 错误，C、D 正确． 4
【答案】 CD
用微观理论判定压强变化的方法 1．根据条件判定分子的密度是否发生变化． 2．根据条件判定分子的平均动能是否发生变化． 3．比较判定每秒内单位面积上分子作用于容器壁的 力是否发生变化． 4．明确常用说法．温度的微观常用说法是分子的平 均动能、分子热运动的剧烈程度、分子运动的平均速率 等；体积的微观常用说法是分子密度、分子之间的距 离．通过各个微观量来反映气体的实验定律．
【解析】
气体的压强与两个因素有关，一是气体
分子的平均动能，二是气体分子的密集程度，或者说， 一是温度，二是体积．密集程度或平均动能增大，都只 强调问题的一方面，也就是说，平均动能增大的同时， 气体的体积可能也增大，使得分子密集程度减小，所以 压强可能增大，也可能减小，还有可能不变．同理，当 分子的密集程度增大时，分子平均动能也可能减小，压 强的变化不能确定．
●课标解读 1．知道什么是理想气体，能分别从宏观和微观的角 度进行说明． 2．能用分子动理论和统计的观点解释气体压强和气 体实验定律． 3．结合理想气体的学习，体会物理模型在研究物理 问题中的作用． ●教学地位
本节内容是分子动理论、统计观点的具体应用．是 对气体实验定律的深化．很好的综合了前面所学的知 识．使学生从微观角度更加全面的认识气体.
1．关于理想气体，下列说法正确的是(
)
A．当把实际气体抽象成理想气体后，它们便不再遵 守气体实验定律 B． 温度极低， 压强太大的气体虽不能当作理想气体， 但仍然遵守实验定律 C．理想气体分子间的平均距离约为 10－10 m，故分 子力为零 D．理想气体是对实际气体抽象后形成的理想模型
【解析】 理想气体遵守气体实验定律，A 错；实际 气体在温度极低和压强太大时，不能很好地遵守气体实 验定律，B 错；理想气体分子间的平均距离超过 10
【解析】
由于理想气体分子除了碰撞外，分子间
没有相互作用力，因此理想气体不存在分子势能，其内 能只是所有分子热运动动能的总和，故 A、B 错；一定质 量的理想气体内能仅跟温度有关，而与体积无关．故 C 错，D 对．
【答案】 D
4．有关气体压强，下列说法正确的是(
)
A．气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大 B．气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大 C．气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大 D．气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小
(3)理想气体的内能 ①由于理想气体分子除了碰撞外，分子间没有相互
分子势能 ，其内能只 作用力，因此理想气体不存在 ____________
是所有分子热运动动能的总和． ②微观上，一定质量的理想气体的内能仅跟分子的
平均动能 有关． _____________
温度 ③宏观上，一定质量的理想气体的内能仅跟 ______ 体积 无关． 有关，而与________
【解析】
未密闭房间内的空气在温度升高时等压
膨胀，对外做功，选项 A、C、D 错误．温度是分子平均 动能的标志，选项 B 正确．
【答案】 B
3．关于理想气体的内能，下列说法正确的是( A．理想气体存在分子势能
)
B．理想气体的内能是分子平均势能和平均动能的总 和 C．一定质量的理想气体内能仅跟体积有关 D．一定质量的理想气体内能仅跟温度有关
4．从能量上看，理想气体的微观本质是忽略了分子 力，所以其状态无论怎么变化都没有分子力做功，即没 有分子势能的变化，于是理想气体的内能只有分子动能， 即一定质量的理想气体的内能完全由温度决定，而与气 体的体积无关．
下列说法正确的是(
)
A．常温下氢气、氧气、氮气等气体就是理想气体 B．理想气体的分子间不存在相互碰撞的力 C．理想气体的分子力为零，因而分子势能也为零 D．只有在压强不太小，温度不太高的条件下，实际 气体才能当作理想气体来处理
【答案】 D
5．一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均 动能是 ________的．在这种情况下，体积减小时，分子 的密度________，气体的压强就________．
【答案】 一定 增大 增大
【答案】 AB
综合解题方略——如何分析气体的压强
一定质量的理想气体，在状态变化后密度增大为原 来的 4 倍，气体的压强和热力学温度与原来相比可能是 ( ) A．压强是原来的 4 倍，温度是原来的 2 倍 B．压强和温度都为原来的 2 倍 C．压强是原来的 8 倍，温度是原来的 2 倍 1 D．压强不变，温度是原来的 4
理想气体
1.基本知识
3个实验定律 的气体． (1)定义：严格遵从______________
(2)理想气体的压强 ①从分子动理论和统计观点看，理想气体的压强是 大量气体分子不断碰撞容器壁的结果，气体的压强就是
单位面积上 的平均作用力． 大量气体分子作用在器壁_____________
单位体积 ②微观上，理想气体压强与____________ 的分子数 平均动能 和分子的_______________ 有关． 体积 和 ③宏观上，一定质量的理想气体压强与_________ 温度 有关． ______
(2)查理定律
单位体积内 一定质量的理想气体， 体积保持不变时， __________
的分子数保持不变．在这种情况下，温度升高时，分子
增大 ，气体的压强也________ 增大 的平均动能________ ．
(3)盖· 吕萨克定律 一定质量的理想气体，温度升高时，分子的平均动
增大 ．只有气体的体积同时 _____ 增大 ，使单位体积内 能_______
【备课资源】(教师用书独具) 实际气体在压强很大、温度很 低时不遵守气体实验定律的原因 精确的实验表明，一切实际气体都只是近似地遵守 玻意耳定律、查理定律和盖 · 吕萨克定律．当气体压强不 太大(与大气压比较)、温度不太低(与室温比较)时，实际 测量的结果与上述定律得出的结果相差不大；当压强很 大、温度很低时，实际测量结果和由上述定律得出的结 果有很大差别．
2．思考判断 (1) 理想气体分子间没有作用力，故不存在分子势 能．(√) (2)理想气体温度升高时其内能不一定增大．(×) (3)密闭容器内气体的压强是由于气体分子碰撞容器 壁产生的．(√)
3．探究交流
图 4－2－1 把一只充足气的氢气球由温度低的地方拿到温度高 的地方时容易爆裂，这是为什么呢？
－9
m，
分子间的斥力和引力都可忽略不计，而在平均距离为 10
－10
m 时，分子间的斥力和引力是不能忽略的，C 错；由
题意知，D 项正确．
【答案】 D
2．(2013· 重庆高考)某未密闭房间内的空气温度与室 外的相同，现对该室内空气缓慢加热，当室内空气温度 高于室外空气温度时( )
A．室内空气的压强比室外的小 B．室内空气分子的平均动能比室外的大 C．室内空气的密度比室外的大 D．室内空气对室外空气做了负功
●新课导入建议 本节的教学可从前一节学习的 3 个实验定律的适用 条件引入，在此基础上，从微观角度介绍理想气体模型， 进而引出如何运用分子动理论、统计的观点解释气体实 验定律．
●教学流程设计
演示结束
课
标
解
读
重
点
难
点
1.从微观角度认识理想 气体．(重点) 1.知道理想气体的特点． 2.知道气体压强产生的原因和 决定压强的因素． 3.会用分子动理论和统计观点 解释气体实验定律. 2.从微观角度分析体 压强的产生及决定气体 压强大小的因素．(重点) 3.用分子动理论和统计 观点解释气体实验定 律．(难点)
第2节
气体实验定律的微观解释
教师用书独具演示
●课标要求 1.知道理想气体模型． 2.知道气体压强的微观意义． 3.会用分子动理论和统计观点解释气体实 验定律．
知识与技能
过程与方法
通过对理想气体的学习，注意理想模型在 研究物理问题中的作用．
情感、态度与 通过用分子动理论解释气体实验定律，认 价值观 识自然现象之间是相互联系的.
【答案】 C
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
【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，气体的温度升高，气体分子的 平均动能增大，A 正确；温度不变，压强减小时，气体体 积增大，气体的密集程度减小，B 正确；压强不变，温度 降低时，体积减小，气体的密集程度增大，C 错；温度升 高，压强、体积中至少有一个发生改变，D 错．
分子数减少 ，才能保持压强不变． 的_____________
2．思考判断 (1)温度升高时，分子平均动能增大．(√) (2)单位体积内分子数增多，气体压强一定增大．(×) (3)理想气体温度升高时，其压强一定增大．(×)
3．探究交流 把小皮球拿到火炉上面烘烤一下，它就会变得更硬 一些(假设忽略球的体积的变化)．你有这种体验吗？你怎 样解释这种现象？ 【提示】 小皮球内单位体积的气体分子数没发生
【审题指导】 项分析判断．
紧紧抓住理想气体的概念和特点逐
【解析】
像氢气等是自然界实际存在的气体，而
理想气体并不存在，所以氢气、氧气等实验气体永远也 成不了理想气体．但是，当压强不太大、温度不太低时， 实际气体才能较好地符合气体实验定律，这时才可把它 们当理想气体看待，因此选项 A、D 错误．由于理想气体 分子间无作用力，所以理想气体分子间无分子势能，但 仍然存在因分子的热运动而发生的分子间相互碰撞的 力，B 项错，C 项正确．
为什么实际气体在压强很大、温度很低时不遵守 3 个实验定律呢？这是因为当压强很大、温度很低时的气 体与压强不太大 (与大气压比较 )、温度不太低 (与室温比 较)时的气体比较，从分子动理论的角度看，前者由于分 子间距离较小，其相互作用不能忽略；后者由于分子间 距离较大，其相互作用可以忽略．同时，前者分子本身 的体积与气体的体积相比不能忽略； 后者则可以忽略． 这 是实际气体在压强很大、温度很低时不遵守 3 个实验定 律的原因.
【提示】 气体温度升高，气体分子平均动能增大， 气体分子对氢气球的撞击力增大，压强增大．
对气体实验定律的微观解释
1.基本知识 (1)玻意耳定律 一定质量的理想气体，温度保持不变时，分子的
平均动能 是一定的．在这种情况下，体积减小时， _____________ 单位体积内 的分子数增多，气体的_______ 压强 增大． ______________
变化，把小皮球拿到火上烘烤，意味着球内气体分子的 平均动能变大，故气体的压强增大，球变得比原来硬一 些．
理想气体的性质
【问题导思】 1．可看成理想气体的条件是什么？ 2．理想气体模型有哪些特点？ 3．决定理想气体内能的因素是什么？
1．理想气体是一种理想化模型，是对实际气体的科 学抽象． 2．宏观上：理想气体是严格遵从气体实验定律的气 体． 3．微观上：理想气体分子本身的大小与分子间的距 离相比可以忽略不计，分子可视为质点．