人教版高中物理选修3-3课件配套8.4气体热现象的微观意义.pptx

（2）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。
【知识点拨】气体压强和大气压的区别 （1）密闭容器中由于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，大小由气体的体 积和温度决定，与地球引力无关。 （2）大气压强是由于空气受到重力作用而对浸在其中的物体 产生的压强，如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气， 也就没有大气压强。
2.试回顾查理定律的内容,并尝试从微观角度解释查理定律。 提示:一定质量的气体，在体积保持不变时，压强p与热力学温 度T成正比。 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度 就不变。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大， 气体的压强就增大;温度降低时，分子 的平均动能减小，气体的压强就减小。 这就是查理定律的微观解释。
【知识点拨】气体三个状态参量的变化情况的微观分析 从微观的角度分析一定质量的理想气体的压强、体积和温度， 不可能只有一个状态参量发生变化。 原因分析如下：决定气体压强的两个因素是气体分子的密集程 度和分子的平均动能。体积和温度不变则分子的密集程度和分 子的平均动能不变，压强不变，故不可能只有压强变。体积或 者温度只有一个变了，则决定压强的两个因素一定有一个变了， 压强一定变，故体积、压强、温度不可能只有一个变。
2.试从宏观和微观的角度来分析影响气体压强大小的因素有哪 些？ 【思路分析】气体压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生 的,所以分析影响气体压强的因素可以从影响撞击力的大小的因 素来讨论,即分子的平均动能越大,撞击力越大,分子的密集程度 越大,发生撞击的分子数越多,撞击力越大。
提示：宏观因素： （1）与温度有关：温度越高，气体的压强越大； （2）与体积有关：体积越小，气体的压强越大。 微观因素： （1）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；
【思路点拨】解答本题要把握以下三点 （1）气体分子运动的统计规律。 （2）气体压强产生的原因。 （3）影响气体压强的因素。
【解析】选A、B。气体质量一定，且体积不变，所以气体单 位体积内的分子数不变，D错误；温度升高，说明分子的平均 速率增加，所以在单位时间内分子对器壁碰撞的次数增多，B 正确；分子对器壁碰撞的次数增多，分子的平均动能又增加， 所以压强也一定增大，A正确；温度升高，分子的平均速率变 大，并不代表每一个分子的速度都增大，C错误。
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4气体热现象的微观意义
1 课时目标·导航 2 课前感知·预习 3 课堂导学·探究 4 分层达标·训练
1.初步了解什么是“统计规律”。 2.理解气体分子运动的特点。 3.能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义。 4.能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。
重点：1.气体分子运动的特点。 2.用气体分子动理论解释三个气体实验定律。 难点：1.气体压强的微观解释。 2.三个实验定律的微观解释。
【判一判】（1）气体能够充满它能到达的空间是由于分子间 的作用力很弱，可以忽略不计。() （2）“温度越高，分子的热运动越激烈”是指温度升高时， 所有分子运动的速率都增大。() （3）气体压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。 () （4）一定质量的理想气体，在体积减小时，压强一定增大。 ()
【解析】从微观角度看，气体压强的大小跟两个因素有关：一 个是气体分子的平均动能，一个是气体分子的密集程度，当体 积减小为原来的一半时，气体分子的密集程度变为原来的2倍， 这时气体的压强相应地变为原来的2倍，但还不能满足题意 （题目要求压强变为原来的3倍），这时，只能从另外一个因 素考虑，即增加气体分子的平均动能，而气体分子的平均动能 是由温度来决定的，即应升高温度，气体的热力学温度应变为 原来的1.5倍，这时压强便在两个因素（体积减小——分子密 集程度增大，温度升高——分子的平均动 能增大）共同作用下变为原来的3倍。 答案：见解析
提示：（1）气体分子间距离较大，分子间的作用力可以忽略 不计，所以气体能够充满它能到达的空间，所以（1）正确。 （2）“温度越高，分子的热运动越激烈”是指温度升高时， 分子运动的平均速率增大，并不一定是每个分子的速率都增 大，所以（2）错误。 （3）气体压强产生的微观原因是大量气体分子频繁地碰撞器 壁而产生的，所以（3）正确。 （4）一定质量的理想气体，体积减小，气体分子的密集程度 增大，但气体分子的平均动能可能减小，压强也不一定增大， 所以（4）错误。
提示：当温度升高时，分子热运动加剧，同时“中间多”的这 一高峰向速率大的一方移动，即大量分子的平均速率增大，分 子平均动能增大，所以说温度是分子平均动能的标志。
【误区警示】温度升高,分子的平均速率增大,个别学生误认为 每个分子的速率都增大，所以教师教学中要明确虽然温度升高， 分子的平均速率增大,但不一定是每个分子的速率都增大,根据 分子的速率分布特点可以看出,速率大于平均速率和小于平均速 率的分子还是存在的,只不过这部分的分子的数目比较少。
探究气体分子运动的特点 1.少量分子的运动是杂乱无章的，但大量分子的运动遵从统计 规律，你能总结出气体分子运动的特点吗？ 提示：（1）分子沿各个方向运动的机会均等。 （2）大量气体分子的速率呈现“中间多（占分子数目多）、 两头少（速率大或小的分子数目少）”的规律分布。
2.结合“氧气分子在0℃和100℃时的速率分布图象”，讨论， 如何理解“温度是分子平均动能的标志”？
3.根据你对气体分子运动的特点的认识，你能否设想一下气体 分子的微观模型是怎样的？ 提示：气体分子间距离大(约为分子直径的10倍)，分子力小 (可忽略)，因此气体没有一定的形态和体积，会充满它能达到 的整个空间，所以气体分子可以看做没有相互作用力的质点。
【知识点拨】 1.温度是理想气体内能的标志 由于理想气体分子间没有相互作用力，分子势能为零，内能等 于分子总动能，又理想气体热力学温度T正比于分子的平均动 能，Ek即T∝，因E而k 对理想气体来说温度是内能的标志，根据温 度的变化情况就能确定气体内能的变化。 2.对“气体分子向各个方向运动的数目都相等”的理解 “向各个方向运动的气体分子数目相等”是针对大量分子说的， 实际数目会有微小差别，由于分子数极多，其差别完全可以忽 略。
【探究归纳】 1.玻意耳定律:温度一定，体积增大,分子的密集程度减小，气 体的压强就减小。 2.查理定律:体积一定，温度降低，分子的平均动能减小，气体 的压强就减小。 3.盖—吕萨克定律:温度降低，分子的平均动能减小，只有体积 同时减小，使分子的密集程度增大，才能保持压强不变。
【典例3】一定质量的某种理想气体，当它的压强变为原来的3 倍，体积减小为原来的一半时，其热力学温度变为原来的多少？ 试从压强和温度的微观意义进行说明。 【思路点拨】解答本题要把握以下两点 (1)一定质量的某种理想气体，分子的密集程度与体积成反比 关系。 (2)一定质量的某种理想气体，分子的平均动能与温度成正比 关系。
一、随机性与统计规律 1.必然事件：在一定条件下_必__然__出现的事件。 2.不可能事件：在一定条件下_不__可__能__出现的事件。 3.随机事件：在一定条件下_可__能__出现，也_可__能__不__出现的事件。 4.统计规律：大量_随__机__事__件__的整体表现出的规律。
二、气体分子运动的特点 1.运动的自由性：由于气体分子间的距离比较大，分子间作用 力很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞 外，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.运动的无序性：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__。
三、气体温度的微观意义 1.温度越高，分子的热运动__越__激__烈__。 2.气体分子速率呈“_中__间__多、_两__头__少”的规律分布。 3.理想气体的热力学温度T与分子的平均动能Ek成正比，即 T___a_E_k_，表明_温__度__是分子平均动能的标志。 四、气体压强的微观意义 1.气体压强是大量气体分子频繁地_碰__撞__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__； (2)分子的_密__集__程__度__。
【探究归纳】 1.气体分子运动的特点：（1）分子沿各个方向运动的机会均 等。 （2）大量气体分子的速率按“中间多、两头少”的统计规律 分布。 2.理想气体分子可被看做相互间无作用力的质点。
【典例1】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 平均动能可能减小
3.试回顾盖—吕萨克定律的内容,并尝试从微观角度解释盖— 吕萨克定律。 提示:一定质量的气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力 学温度T成正比。 一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大； 只有体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不 变。这就是盖—吕萨克定律的微观解释。
气体压强的微观意义 1.尝试用分子动理论的观点来解释气体压强产生的原因。 提示：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。
【探究归纳】 1.气体的压强是由大量气体分子碰撞器壁而产生的。 2.影响气体压强的两个因素。 (1)宏观：温度和体积。 (2)微观：气体分子的平均动能和分子的密集程度。