第3节 气体实验定律的微观解释（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第三册（粤教版）

第三节　气体实验定律的微观解释 核心素养导学 1 一、气体压强的微观解释 1．大量气体分子频繁碰撞器壁，产生持续均匀的压力，而单位面积上的平均作用力等于气体的_____。 2．微观角度看压强变化规律 (1)某容器中气体分子的_________越大，单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大。 (2)若容器中气体分子的_______大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多，平均作用力也会较大。 压强 平均速率 数密度 二、气体实验定律的微观解释　理想气体 1．气体实验定律的微观解释 玻意耳定律 一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，气体分子热运动的________是一定的。在这种情况下，体积减小时，分子的__________增大，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就增大 盖-吕萨克定律 一定质量的某种理想气体，温度升高时，气体分子热运动的________增大。只有气体的体积同时增大，使分子的_________减小，才能保持____不变 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_________保持不变。在这种情况下，温度升高时，气体分子热运动的_________增大，气体的______就增大 平均速率 密集程度 平均速率 密集程度 压强 密集程度 平均速率 压强 2．理想气体 (1)定义：严格遵循______________的气体。 (2)理想气体与实际气体： 气体实验定律 1. 中央电视台在“科技之光”栏目中曾播放过这样一个节目，把液氮倒入饮料瓶中，马上盖上盖子并拧紧，人立即离开现场。一会儿饮料瓶就爆炸了，你能解释一下原因吗？ 提示：饮料瓶内液氮吸热后变成氮气，分子运动加剧，氮气分子密度增大，温度持续升高，瓶内壁产生的压强逐渐增大，当瓶内外的压强差大于瓶子所承受限度时，饮料瓶发生爆炸。 2. 如图所示，为一存有高压气体的储气罐，请对以下说法作出判断。 (1)储气罐内的高压气体可看作理想气体。( ) (2)储气罐内的高压气体状态发生变化时，遵守气体实验定律。 ( ) (3)储气罐在放气过程中，若温度不变，则罐内气体数密度减小，压强减小。( ) (4)储气罐内的高压气体，在温度很低的情况下可能变为液态。 ( ) × × √ √ 新知学习(一)|气体实验定律的微观解释 [重点释解] 1．玻意耳定律 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 微观解释 温度不变，分子的平均动能不变，体积越小， 分子的数密度越大，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， 如图所示 2．查理定律 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 微观解释 体积不变，则分子的数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁单位面积的作用力变大，所以气体的压强增大，如图所示 3．盖-吕萨克定律 宏观表观 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 微观解释 温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素，即分子的数密度减小，所以气体的体积增大，如图所示 [针对训练] 1．在一定的温度下，一定质量的气体体积减小时，气体的压强增大，下列说法正确的是 (　 ) A．单位体积内的分子数增多，单位时间内分子对器壁碰撞的次数增多 B．气体分子的数密度变大，分子对器壁的吸引力变大 C．每个气体分子对器壁的平均撞击力都变大 D．气体密度增大，单位体积内分子重量变大 解析：气体压强的微观表现是气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞而产生的作用力，是由分子的平均动能和分子的数密度共同决定的。温度不变说明气体分子的平均动能不变，气体体积减小时，分子的数密度变大，故气体的压强增大。故A正确，B、C、D错误。 答案：A 2．(多选)如图，封闭在气缸内一定质量的理想气体，如果保持体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是 (　 ) A．气体的密度增大 B．气体的压强增大 C．气体分子的平均动能减小 D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 2．理想气体状态方程的推导 一定质量的某种理想气体由初态(p1、V1、T1)变化到末态(p2、V2、T2)，因气体遵从三个气体实验定律，我们可以从三个定律中任意选取其中两个，通过一个中间状态，建立两个方程，解方程消去中间状态参量便可得到理想气体状态方程，组合方式有6种，如图所示。 4．气体的三个实验定律是理想气体状态方程的特例 /方法技巧/ 应用理想气体状态方程解题的一般思路 (1)确定研究对象(某一部分气体)，明确气体所处系