2.3 气体实验定律的微观解释（备课件）-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（粤教版2019选择性必修第三册）

第二章 气体、液体和固体 第三节 气体实验定律的微观解释 粤教版（2019）高中物理选择性必修第三册 一、气体压强的微观解释 从微观分子的运动及统计规律来看，气体的压强是大量气体分子频繁碰撞器壁的结果。我们都有这样的经验：当稀疏的雨点打在伞上时，我们感到伞上各处受力是不均匀的，而且是断续的；但当密集的雨点打到伞上时，就会感到雨伞受到一个均匀的、持续的压力(如图所示)。气体压强产生的原因与此相似，单个分子对器壁的冲力是短暂的，分子运动的速率各不相同，对器壁的冲击力也各不相同，但大量分子频繁地碰撞器壁，就会对器壁产生持续的、均匀的压力。所以，从分子动理论的观点来看，气体压强是大量气体分子对器壁作用的宏观效果，大小等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。 二、气体实验定律的微观解释 由分子动理论和气体分子运动的统计规律可以知道，就大量分子而言，气体质量一定时，如果温度不变，体积越小，单位体积内气体分子数目越多，撞击器壁的分子数目越多，撞击的平均作用力越大，压强越大；如果体积不变，温度越高，气体分子热运动的平均速率越大，撞击的平均作用力越大，压强越大。据此我们能很好地解释气体实验定律。 一定质量的气体，温度保持不变时，气体分子热运动的平均速率一定，若气体体积减小，分子的密集程度增大，气体压强增大。反之，若气体体积增大，分子的密集程度减小小，气体压强减小。这就是玻意耳定律的微观解释。 一定质量的气体，体积保持不变时，气体分子的密集程度保持不变，若气体温度升高，分子的热运动的平均速率增大，气体压强增大。反之，若气体温度降低，分子热运动的平均速率减小，气体压强减小，这就是查理定律的微观解释。 三、理想气体 【讨论·交流】 有人做过这样一个实验：在1个标准大气压下，取空气、氢气、一氧化碳和二氧化碳各1dm3，分别将它们等温压缩至其压强均为2个标准大气压，测其体积，计算pV的乘积，结果如表所示。 气体 空气 氢气 一氧化碳 二氧化碳 pV 0.99977 1.00028 0.99974 0.99720 观察表中数据，实际气体压缩过程是否严格遵循气体实验定律？ 【理论·总结】 在对气体实验定律的进一步精确实验研究中可以发现，任何实际气体都只是在压强不太大、温度不太低的情况下近似地遵循相关的定律。当压强较大、温度很低时，气体实验定律就不适用了。压强越大，单位体积内分子