1.4科学探究：气体压强与体积的关系（备课件）【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（鲁科版2019选择性必修第三册）

鲁科版2019 选择性必修3 第一章 分子动理论与气体实验定律 第4节 科学探究：气体压强与体积的关系　 在生产生活中，有许多现象与气体的状态及其变化有关。 氦气球升空时，随着高度的增加，球内氦气的压强、温度和体积都在变化。 一、气体的状态参量 对一定质量的气体，其宏观状态通常可用体积V、温度T和压强p这三个物理量来描述，这些描述系统状态的物理量称为系统的状态参量。 一、气体的状态参量 01 气体的体积 气体的体积是指气体分子能够到达的空间，气体具有很强的流动性，它总能充满整个容器，因此，气体的体积通常就等于容器的容积。 V1 V2 一、气体的状态参量 02 气体的温度 温度是描述物体冷热程度的物理量，也是物体内分子平均动能的标志。 （1）气体温度的高低，取决于气体分子无规则运动的剧烈程度。 气体分子无规则运动加剧，分子平均动能增大，气体温度升高；气体分子无规则运动减弱，分子平均动能减小，气体温度降低。 点画面播视频 一、气体的状态参量 02 气体的温度 温度是描述物体冷热程度的物理量，也是物体内分子平均动能的标志。 （2）温度的标定方法。 摄氏温标 标准大气压下冰水混合物的温度标定为 0 0C ，水的沸腾温度标定为 100 0C ，把 0-100 0C之间划分为 100 等份，每一等份表示 1 0C并以此比例往 0 0C以下和 100 0C以上扩展。 用摄氏温标表示的温度称为摄氏温度，用符号 t 表示，单位是摄氏度，符号为0C。 温度的国际单位是热力学温度的单位开尔文，符号为 K。 温度的国际单位 T= t + 273.15 K 热力学温度与摄氏温度的关系 一、气体的状态参量 03 气体的压强 气体内部各个方向都存在压强，这种压强称为气体压强，简称气压。 气体压强是怎样产生的呢？ 模拟气压的产生 如图所示，在玻璃筒内装入一些塑料小球代表气体分子，在小球上面放一轻质活塞，用电动机带动振动器使小球运动。当电动机启动后，活塞受小球的撞击，悬浮在一定的高度。改变电动机的转速，观察活塞高度的变化。保持电动机的转速不变，增加塑料小球的数目再观察活塞高度的变化。 现象 ①活塞悬浮一定的高度 ②电机转速变大，小球速率增加、活塞高度越高 ③小球数量越多，小球撞击越频繁、活塞高度越高 点画面播视频 气体压强产生的微观解释 塑料小球不断地撞击活塞，虽然每个塑料小球对活塞撞击的作用力是短暂的、不连续的，但频繁撞击就能在整体上表现为对活塞施加一个稳定的作用力而使活塞持续悬浮。 容器中的气体分子在做无规则运动时，容器壁受到分子的频繁撞击。每个分子撞击容器壁产生的力是短暂的、不连续的，但大量分子的频繁撞击，就会使容器壁受到一个稳定的压力，从而产生压强。 气体分子的运动是无规则的，气体分子向各个方向运动的概率相同，对容器壁各处的撞击效果也相同，因此。 气体对容器壁的压强处处相等 实验中我们观察到，电动机转速增大，会使塑料小球撞击活塞的速率增大，致使活塞因受到的向上的作用力变大而上升；在电动机转速不变、小球撞击活塞的速率不变的情况下，增加塑料小球的数目，会使活塞受到的撞击更加频繁，也会使活塞因受到的向上的作用力变大而上升。 气体压强产生的微观解释 当气体温度升高时，高速率的气体分子数增多，整体上分子运动更加剧烈，分子对容器壁的撞击力加大且撞击更加频繁，使得气体的压强增大 [ 图 ( a )]若单位体积内的分子数增加，气体分子撞击容器壁也会更加频繁，使得气体的压强增大[ 图 ( b )] （1）气体的温度 （2）单位体积的分子数 1、当气体温度升高时，高速率的气体分子数增多，整体上分子运动更加剧烈，分子使容器壁受到的撞击更频繁，会导致气体的压强增大。 2、如果单位体积内的分子数目增加，气体撞击器壁也会更频繁，也会使气体的压强增大。 由此可见 气体的压强与气体温度和单位体积内的分子数有关，温度越高，单位体积内的分子数越多，气体的压强越大。 影响气体压强的因素 影响气体压强的因素 1．大量气体分子运动的特点是(　　 ) A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空间里自由移动 B．分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动 C．分子沿各方向运动的机会相等 D．分子的速率分布毫无规律 气体分子速率按正态分布，即“中间多，两头少” 分子间频繁的碰撞使分子的运动杂乱无章，且向各方向运动的机会均等 气体分子间距离较大，分子力弱到可以忽略 ABC 练一练 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