2019-2020学年高中物理第八章气体第4节气体热现象的微观意义讲义含解析新人教版选修3.pdf

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1、第4节气体热现象的微观意义1.气体分子的运动特点：(1)分子间的距离较大，除碰撞外不受力的作用而做匀速直线运动；(2)分子间的碰撞十分频繁，分子运动杂乱无章，无规则。2．气体分子的速率都呈“中间多，两头少”的分布。3．温度越高，气体分子热运动越激烈。4．从微观角度来看：气体压强是大量气体分子对容器的碰撞而产生的，其大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均动能，二是分子的密集程度。一、随机性与统计规律、气体分子运动的特点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

2、出现，也可能不出现的事件。(4)统计规律：大量随机事件整体表现出来的规律。2．气体分子运动的特点气体分子间距离比较大，分子间的作用力很弱，除相互碰撞或跟器壁碰理想性撞外，可以认为分子不受力而做匀速直线运动，因而气体能充满它能达到的整个空间分子之间频繁地发生碰撞，使每个分子的速度大小和方向频繁地改变，现实性分子的运动杂乱无章(1)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，而且向着各个方向运动的气体分子数目都相等规律性(2)气体分子的速率各不相同，但遵守速率分布规律，即出现“中间多、两头少”的分布规律二、气体温度和气体压强的微观意义1．气体温

3、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E成正比，即：T＝aE(式中a是比例kk常数)，因此可以说，温度是分子平均动能的标志。2．气体压强的微观意义(1)气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞容器而产生的。(2)影响气体压强的两个微观因素：一个是气体分子的平均动能，一个是分子的密集程度。三、对气体实验定律的微观解释玻意耳定一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的。在这种情况下，律体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大，反之，压强减小一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变。在

4、这种情况下，查理定律温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大，反之，压强减小盖—吕萨一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大。只有气体的体积同时增克定律大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变1．自主思考——判一判(1)气体能够充满它能到达的空间是由于气体分子间的作用力很弱，可以忽略不计。(√)(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。(×)(3)气体压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。(√)(4)气体的压强是由气体受到的重力产生的。(×)(5)气体的压强是由气体分子间的相互作用(引力和斥力)产生的。

5、(×)(6)气体的分子总数越多，压强越大。(×)2．合作探究——议一议(1)根据你对气体分子运动特点的认识，你能否设想一下气体分子的微观模型是怎样的？提示：气体分子间距离大(约为分子直径的10倍)，分子力小(可忽略)，因此气体没有一定的形态和体积，会充满它能达到的整个空间，所以气体分子可以看作没有相互作用力的质点。(2)能否用雨滴撞击伞面时影响压力(压强)大小的因素来比拟说明影响气体压强的因素？提示：能。雨滴撞击伞面时压力(压强)大小与单位时间内落在伞面上的雨滴数有关，雨滴数量越多，压力(压强)越大；另外还与雨滴的质量大小、速度大小即与雨滴动能大小有关，动能越

6、大，压力(压强)越大；气体压强同上面的原理相似，压强大小与分子平均动能和密集程度有关。(3)抛掷一枚硬币时，其正面有时向上，有时向下，抛掷次数较少和次数很多时，会有什么规律？提示：次数较少时，正面向上或向下完全是偶然的，但次数很多时，正面向上或向下的概率是相等的。气体分子运动特点的理解及应用1．对统计规律的理解(1)个别事物的出现具有偶然因素，但大量事物出现的机会，却遵从一定的统计规律。(2)从微观角度看，由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子并没有统一的运动步调，单独来看，各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律

7、。2．气体分子运动的特点(1)气体分子距离大(约为分子直径的10倍)，分子力小(可忽略)，可以自由运动，所以气体没有一定的体积和形状。(2)分子间的碰撞十分频繁，频繁的碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变，造成气体分子做杂乱无章的热运动，因此气体分子沿各个方向运动的机会相等。(3)大量气体分子的速率分布呈现中间多(占有分子数目多)两头少(速率大或小的分子数目少)的规律。(4)当温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的一方移动，即速率大的分子数目增多，速率小的分子数目减少，分子的平均速率增大，分子的热运动剧烈，定量的分析表明理想气体的热力学温度T与

8、分子的平均动能E成正比，即T＝aE，因