2.3气体实验定律的微观解释 课件-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选.择性必修第三册

第三节 气体实验定律的微观解释 基础知识回顾 1.玻意耳定律：一定质量的气体，在温度不变的情况下，其压强p与体积V成反比。 2.查理定律：一定质量的气体，在体积不变的情况下，其压强p与热力学温度T成正比。 3.盖-吕萨克定律：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。 公式：pV =C1 公式： 公式： 玻意耳定律、查理定律和盖-吕萨克定律，这三个定律都是通过实验研究获得的，人们将这三个定律统称为气体实验定律。它们反应了一定质量的气体，温度、体积、压强三个参量之间的变化关系。 下面我们将从微观的角度，探寻气体状态参量的变化遵循气体实验定律的缘由。 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）。 在初中，我们学过：物体所受压力F的大小与受力面积S之比叫做压强P 公式：P=F/S 也就是说当密集的雨点打到伞上时，对雨伞表面产生了压强 回顾：分子动理论的知识 物体由大量分子组成，单位体积内分子数非常巨大 分子在做永不停息的无规则热运动，气体分子之间、分子与容器壁的碰撞非常频繁 气体压强产生的原因与雨滴打在芭蕉叶或伞上类似：气体的压强是大量气体分子频繁碰撞器壁的结果。 单个分子对器壁的冲力是短暂的，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。 气体压强的微观解释 单个分子对器壁的作用力跟什么因素有关呢？ 我们利用动量定理做一个简化的推导：把一个分子看作一个质量为m的弹性小球（如图所示），小球以垂直于器壁的初速度V撞向器壁，因为是弹性碰撞，反弹后速度V'=-V。设碰撞过程中器壁对小球的平均作用力大小为F，作用时间为t： 根据动量定理：Ft=mV-(-mV) 解得：F=2mV/t 根据牛顿第三定律，小球对器壁的冲击力F'=F=2mV/t 因此，分子与容器壁碰撞的作用力与分子的质量以及碰撞的速率有关。 大量分子频繁地碰撞器壁产生的压强还跟什么因素有关呢？ 我们知道压强P=F/S，如果单位体积内气体分子数目越多，那么碰