第8章 4 气体热现象的微观意义-2021-2022学年高中物理选修3-3【名师导航】同步Word教参(人教版)

4　气体热现象的微观意义 [学习目标]　1.知道什么是“统计规律”.2.掌握气体分子运动的特点．(重点)3.理解气体压强产生的原因及决定因素．(重点)4.学会用分子动理论和统计规律的观点解释三个气体实验定律．(难点) 一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义 1．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． 2．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． (3)运动的高速性：常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率． 3．气体温度的微观意义 (1)气体分子速率的分布规律 ①图象如图所示 ②规律：在一定温度下，不管个别分子怎样运动，气体的多数分子的速率都在某个数值附近，表现出“中间多、两头少”的分布规律．当温度升高时，“中间多、两头少”的分布规律不变，气体分子的速率增大，分布曲线的峰值向速率大的一方移动． (2)气体温度的微观意义 ①温度越高，分子的热运动越剧烈． ②理想气体的热力学温度T与分子的平均动能k成正比，即T＝ak，表明温度是分子平均动能的标志． 二、气体压强的微观意义 1．产生原因 气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁频繁持续的碰撞产生的．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． 2．从微观角度来看，气体压强的决定因素 (1)一个是气体分子的平均动能． (2)一个是分子的密集程度． 三、对气体实验定律的微观解释 用分子动理论可以很好地解释气体的实验定律． 1．玻意耳定律 一定质量的某种理想气体，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．这就是玻意耳定律的微观解释． 2．查理定律 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．这就是查理定律的微观解释． 3．盖—吕萨克定律 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．这就是盖—吕萨克定律的微观解释． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)大多数气体分子的速率处于中间值，少数分子的速率较大或较小． (√) (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了． (×) (3)一定质量的理想气体，在体积减小时，压强一定增大． (×) (4)气体的分子平均动能越大，气体的压强就越大． (×) (5)气体的压强是由气体分子的重力而产生的． (×) 2．(多选)关于气体分子的运动情况，下列说法中不正确的是(　　) A．某一时刻具有某一速率的分子数目是相等的 B．某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的 C．某一温度下，大多数气体分子的速率不会发生变化 D．分子的速率分布毫无规律 E．每个分子速率一般都不相等，速率很大或速率很小的分子数目都很少 ACD　[具有某一速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多，两头少”的统计规律分布，故A、D项错误，E正确．由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己的运动情况，因此在某一时刻，一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，故B项正确．某一温度下，每个分子的速率仍然是随时变化的，只是分子运动的平均速率不变，故C项错误．] 3．(多选)有关气体压强，下列说法不正确的是(　　) A．气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大 B．气体分子的平均速率增大，则气体的压强有可能减小 C．气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大 D．气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大 E．气体分子的平均动能增大，则气体的压强有可能减小 ACD　[气体的压强与两个因素有关：一是气体分子的平均动能，二是气体分子的密集程度．即一是温度，二是体积．密集程度或平均动能增大，都只强调问题的一方面，也就是说，平均动能增大的同时，气体的体积可能增大，使得分子密集程度减小，所以压强可能增大，也可能减小或不变．同理，当分子数密度增大时，分子平均动能也可能减小，压强的变化不能确定．故符合题意的答案为A、C、D.] 气体分子运动的特点和气体温度的微观意义 1．气体分子运动的特点 (1)分子间的距离较大：使得分子间