第04章 第02节 气体实验定律的微观解释-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（鲁科版选修3-3）

第2节　气体实验定律的微观解释 [目标定位]　1.知道理想气体模型．　2.理解气体压强的微观意义．　3.会用分子动理论和统计观点解释三个气体实验定律． 一、理想气体 1．定义：严格遵从三个实验定律的气体．[来源:Z。xx。k.Com] 2．理想气体的微观特点： (1)分子大小与分子间的距离相比，可以忽略不计． (2)除碰撞外，分子间的相互作用可以忽略不计． (3)理想气体不存在分子势能，其内能等于所有分子热运动动能的总和． (4)理想气体的内能与气体的温度有关，而与气体的体积无关． 3．理想气体的体积：气体分子运动能到达的空间． 4．理想气体的压强： (1)产生：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． (2)大小：气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上产生的平均作用力． (3)决定因素： ①微观上，理想气体压强与单位体积的分子数和分子的平均动能有关． ②宏观上，一定质量的理想气体压强与体积和温度有关． 二、对气体实验定律的微观解释 1．玻意耳定律：一定质量的理想气体，气体的分子总数不变，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，分子的密集程度增大，气体的压强就增大． 2．查理定律：一定质量的理想气体，气体的分子总数不变，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变．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． 3．盖·吕萨克定律：一定质量的理想气体，气体的分子总数不变，温度升高时，分子的平均动能增大．只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、理想气体及气体的压强 1．理想气体： (1)宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体． (2)微观上讲：分子间除碰撞外无其他作用力；分子本身没有体积． (3)从能量上看，理想气体没有分子势能，只有分子动能，故理想气体的内能完全由温度决定． (4)理想气体是一种理想化模型，实际并不存在．在压强不太大，温度不太低的情况下，实际气体可近似看成理想气体． 2．决定气体压强的因素：[来源:学#科#网] (1)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，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宏观因素：温度和体积． ②微观因素：气体分子的密度和气体分子的平均动能． 【例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 答案　D 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10－9 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．[来源:Zxxk.Com] 【例2】　下列说法正确的是(　　) A．气体对器壁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 B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力 C．气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小 D．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大 答案　A 解析　气体压强为气体分子对器壁单位面积的撞击力，故A正确；平均作用力不是压强，B错误；气体压强的大小与气体分子的平均动能和气体分子密集程度有关，故C、D错． 二、三个气体实验定律的微观解释 1．玻意耳定律 (1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大，体积增大，压强减小． (2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变．体积越小，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，气体的压强就越大． 2．查理定律 (1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大，温度降低，压强减小． (2)微观解释：体积不变，则分子密集程度不变．温度升高，分子平均动能增大，所以气体的压强增大． 3．盖·吕萨克定律 (1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小． (2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，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，所以气体的体积增大． 【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