气体热现象的微观意义

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1、气体热现象的微观意义［要点导学］1．这堂课学习教材第四节的内容。主要要求如下：了解气体分子运动的特点，能用分子运动论的观点理解温度、压强的物理意义，能运用分子运动论对气体定律作出微观解释。2．气体分子之间存在很大的空间，分子距离很大，所以分子之间的分子力十分微弱，可以忽略。气体分子可以自由地运动。由于气体分子运动有这样的特点，宏观上表现出：（1）气体可以充满整个容器。一定质量的气体，不管用多大的容器装它，它的体积总等于容器的容积。（2）气体很容易被压缩，气体的体积很容易改变。3．分子做无规则热运动，速率有大

2、有小，但按一定规律分布；分子运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动的平均速率就越大；理想气体的分子平均动能与气体的热力学温度成正比；温度是分子平均动能的标志。4．气体分子做无规则运动时，对容器壁撞击产生冲力，单个分子撞击容器壁的冲力是短暂的，大量的分子连续不断地撞击容器壁，就产生了持续的均匀的压力。气体对容器壁的压力就是由于气体分子频繁碰撞器壁而产生的,单位面积上的压力就是压强。气体压强的大小，从微观上来看，与两个因素有关，一是气体分子的密集程度，一是气体分子的平均动能。平均动能越大，分子对容器壁的

3、冲力就越大，分子密集程度则反映了单位时间内单位面积上撞击容器壁的分子数量。5．对一定质量的气体来说，反映分子密集程度的宏观量就是气体体积；分子平均动能的宏观标志是温度，所以气体压强与温度和体积有关系。对气体定律进行微观解释就是要将宏观现象与微观分子运动联系起来。如：对于气体等温变化的解释就是：温度不变，分子平均运动的速率不变，也就是每个分子撞击容器壁的平均冲力一定，当一定质量的气体体积变小，分子的密集程度就________，撞击单位面积容器壁上的分子数_________，所以气体压强增大。［范例精析］例1一

4、位同学用橡皮帽堵住了注射器前端的小孔,用活塞封闭了一部分空气在注射器中,他把注射器竖直放入热水中(如图所示),发现注射器的活塞向上升起.试用分子动理论解释这个现象.解析：由题意可知,在实验过程中封闭的气体压强保持不变.当注射器放入热水中时,气体的温度升高,分子的平均速率增大了，要保持压强不变，只有使一定时间内撞击单位面积容器壁的分子数减少，也就是使气体分子密集程度减小,即气体的体积增大。所以活塞将向上升起.拓展：用分子动理论，解释气体压强、温度和体积的关系这类问题，要抓住压强的微观解释，从压强的微观解释入手

5、。压强是单位时间内撞击单位面积容器壁的分子对容器壁的总冲力，分子的平均冲力的宏观表现是由温度，分子的密集程度由质量和体积决定。这样就建立了宏观与微观的联系。例2：对于一定量的理想气体,下列四个论述中正确的是()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.当分子间的平均距离变大时,压强必变小D.当分子间的平均距离变大时,压强必变小解析：一定质量的理想气体的压强,微观上是由分子热运动的平均动能和单位体积内的分子数（即选项中的分子平均距离）这两个因素共同决定.本题的正确选项是B.

6、拓展对于一定质量的气体来说，下列说法正确的是（）A．若保持体积不变而温度升高，则压强一定增大B．若保持压强不变而体积减小，则温度一定升高C．若将该气体密闭在绝热容器里，则压缩气体时气体的温度一定升高D．可以在体积、温度、压强这三个物理量中只改变一个解析气体的体积不变，说明单位体积内的分子数（即分子密集程度）不变，温度升高，气体分子无规则运动加剧，由气体压强的微观解释可知，压强增大，所以A正确；体积减小，则分子密集程度减小，而压强没有增大，说明气体的温度降低了，所以B错；如果容器是绝热的，则气体就无法和外界热

7、交换，此时压缩气体对气体做功，由热力学第一定律可知，气体内能增加，温度升高，所以C正确；根据气体压强产生的微观原因可知，对于一定质量的气体来说，在体积、温度、压强这三个物理量中，如果一个发生了改变，其他两个至少有一个必定会同时改变，所以D错。答案：AC拓展下列情况可能发生的是（）A．气体体积增大，压强减小，温度不变B．气体体积增大，压强增大，温度降低C．绝热容器中的气体被压缩后温度不变D．绝热容器中的气体膨胀后温度降低解析：答案为：AD例3：如图所示，一定质量的理想气体由状态A经过图所示过程变到状态B，在此

8、过程中气体的密度（）A．一直变小B．一直变大C．先变小后变大D．先变大后变小解析：题干所给的是一定质量的理想气体由状态A变化到状态B所经历的过程在p－T图上得到的过程曲线。由图像可知，在变化过程中，气体的压强一直变小，而温度一直变大。对于一定质量的理想气体，压强变小时，体积可能变大；温度升高时，体积也可能变大。当压强变小、温度升高两个因素同时存在时，体积只能变大。质量一定的理想气体在体积变大时密度变小。所以选项A