物理3-3人教版8.4《氣體熱現(xiàn)象的微觀解釋》課件6

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第四節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 核心要點(diǎn)突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第四節(jié) 課前自主學(xué)案 課標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 初步了解什么是 統(tǒng)計(jì)規(guī)律 2 理解氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn) 分子沿各個方向運(yùn)動的機(jī)會均等 分子速率按一定規(guī)律分布 3 能用氣體分子動理論解釋氣體壓強(qiáng)的微觀意義 知道氣體的壓強(qiáng) 溫度 體積與所對應(yīng)的微觀物理量間的相互聯(lián)系 課標(biāo)定位 4 能用氣體分子動理論解釋三個氣體實(shí)驗(yàn)定律 重點(diǎn)難點(diǎn) 1 氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)及氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的微觀機(jī)理 2 對氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋 課前自主學(xué)案 一 隨機(jī)性與統(tǒng)計(jì)規(guī)律1 在一定條件下 若某事件必然出現(xiàn) 這個事件叫做必然事件 若某事件不可能出現(xiàn) 這個事件叫做不可能事件 若在一定條件下某事件可能出現(xiàn) 也可能不出現(xiàn) 這個事件叫做隨機(jī)事件 2 大量隨機(jī)事件的整體會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性 這種規(guī)律就是統(tǒng)計(jì)規(guī)律 二 氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)1 氣體分子間的距離比較大 除相互碰撞或跟器壁碰撞外 不受力而做 可以在空間自由移動 所以氣體沒有一定的體積和形狀 2 個別分子的運(yùn)動是無規(guī)則的 具有 性 但大量分子在某一時刻 向任何一個方向運(yùn)動的分子數(shù)目都 在客觀上表現(xiàn)為均衡性 勻速直線運(yùn)動 不確定 相等 三 氣體溫度的微觀意義1 氣體分子的速率各不相同 但遵守速率分布規(guī)律 即出現(xiàn) 的分布規(guī)律 當(dāng)溫度升高時 速率大的分子增多 速率小的分子減少 分子的平均速率增大 平均動能將增大 中間多 兩頭少 四 氣體壓強(qiáng)的微觀意義1 產(chǎn)生原因 氣體的壓強(qiáng)是由氣體中大量做無規(guī)則熱運(yùn)動的分子對器壁頻繁持續(xù)的碰撞產(chǎn)生的 壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁 上的平均作用力 2 氣體壓強(qiáng)的決定因素 從微觀角度來看 一個是氣體分子的 一個是分子的 單位面積 平均動能 密集程度 五 對氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋用分子動理論可以很好地解釋氣體的實(shí)驗(yàn)定律1 對玻意耳定律的微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體 溫度保持不變時 分子的 是一定的 在這種情況下 體積減小時 增大 氣體的壓強(qiáng)就 平均動能 分子的密集程度 增大 2 對查理定律的微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體 體積保持不變時 保持不變 在這種情況下 溫度升高時 分子的 增大 氣體的 就增大 分子的密集程度 平均動能 壓強(qiáng) 3 對蓋 呂薩克定律的微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體 溫度升高時 分子的 增大 只有氣體的 同時增大 使 減小 才能保持壓強(qiáng)不變 平均動能 體積 分子的密集程度 核心要點(diǎn)突破 一 統(tǒng)計(jì)規(guī)律與氣體分子運(yùn)動1 對統(tǒng)計(jì)規(guī)律的理解 1 個別事物的出現(xiàn)具有偶然因素 但大量事物出現(xiàn)的機(jī)會 卻遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律 2 從微觀角度看 由于物體是由數(shù)量極多的分子組成的 這些分子并沒有統(tǒng)一的運(yùn)動步調(diào) 單獨(dú)來看 各個分子的運(yùn)動都是不規(guī)則的 帶有偶然性 但從總體來看 大量分子的運(yùn)動卻有一定的規(guī)律 2 如何正確理解氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn) 1 氣體分子距離大 約為分子直徑的10倍 分子力小 可忽略 可以自由運(yùn)動 所以氣體沒有一定的體積和形狀 2 分子間的碰撞十分頻繁 頻繁的碰撞使每個分子速度的大小和方向頻繁地發(fā)生改變 造成氣體分子做雜亂無章的熱運(yùn)動 因此氣體分子沿各個方向運(yùn)動的機(jī)會 幾率 相等 3 大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)中間多 占有分子數(shù)目多 兩頭少 速率大或小的分子數(shù)目少 的規(guī)律 特別提醒 單個或少量分子的運(yùn)動是 個別行為 具有不確定性 大量分子運(yùn)動是 集體行為 具有規(guī)律性即遵守統(tǒng)計(jì)規(guī)律 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 1 2010年高考福建卷 1859年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律 后來有許多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一規(guī)律 若以橫坐標(biāo)v表示分子速率 縱坐標(biāo)f v 表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比 下面各幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是 圖8 4 1解析 選D 各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比不能為負(fù)值 A B錯 氣體分子速率分布規(guī)律是中間多兩頭少 且分子不停地做無規(guī)則運(yùn)動 速度為零的分子是沒有 故C錯 D對 二 氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因及決定因素1 產(chǎn)生原因單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的 但是大量分子頻繁地碰撞器壁 就對器壁產(chǎn)生持續(xù) 均勻的壓力 所以從分子動理論的觀點(diǎn)看來 氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力 2 決定氣體壓強(qiáng)大小的因素 1 微觀因素 氣體分子的密度 氣體分子密度 即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目 大 在單位時間內(nèi) 與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多 氣體分子的平均動能 氣體的溫度高 氣體分子的平均動能就大 每個氣體分子與器壁的碰撞 可視作彈性碰撞 給器壁的沖力就大 從另一方面講 分子的平均速率大 在單位時間里器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就多 累計(jì)沖力就大 2 宏觀因素 與溫度有關(guān) 在體積不變的情況下 溫度越高 氣體分子的平均動能越大 氣體的壓強(qiáng)越大 與體積有關(guān) 在溫度不變的情況下 體積越小 氣體分子的密度越大 氣體的壓強(qiáng)越大 3 氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)不同大氣壓強(qiáng)由重力而產(chǎn)生 并且隨高度增大而減小 特別提醒 確定氣體壓強(qiáng)是否變化 可從微觀上的兩個因素是否變化確定 也可從宏觀上的兩個量V T是否變化 用狀態(tài)方程分析 結(jié)論是一致的 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 2 2011年東莞高二檢測 關(guān)于密閉容器中氣體的壓強(qiáng) 下列說法正確的是 A 是由于氣體分子相互作用產(chǎn)生的B 是由于氣體分子碰撞容器壁產(chǎn)生的C 是由于氣體的重力產(chǎn)生的D 氣體溫度越高 壓強(qiáng)就一定越大 解析 選B 氣體的壓強(qiáng)是由容器內(nèi)的大量分子撞擊器壁產(chǎn)生的 A C錯 B對 氣體的壓強(qiáng)受溫度 體積影響 溫度升高 若體積變大 壓強(qiáng)不一定增大 D錯 課堂互動講練 氣體分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動 同一時刻都有向不同方向運(yùn)動的分子 速率也有大有小 下表是氧氣分別在0 和100 時 同一時刻在不同速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比 由表得出下列結(jié)論 A 氣體分子的速率大小基本上是均勻分布的 每個速率區(qū)間的分子數(shù)大致相同B 大多數(shù)氣體分子的速率處于中間值 少數(shù)分子的速率較大或較小C 隨著溫度升高 氣體分子的平均速率增大D 氣體分子的平均速率基本上不隨溫度的變化而變化 思路點(diǎn)撥 個別分子運(yùn)動有它的不確定性 但大量分子運(yùn)動遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律 自主解答 由表格可以看出在0 和100 兩種溫度下 分子速率在200 700m s之間的分子數(shù)的比例較大 由此可得出B正確 再比較0 和100 兩種溫度下分子速率較大的區(qū)間 100 的分子數(shù)所占比例較大 而分子速率較小的區(qū)間 100 的分子數(shù)所占比例較小 故100 的氣體分子平均速率高于0 的氣體分子平均速率 故C正確 答案 BC 題后反思 表中只是給出了氧氣在0 和100 兩個溫度下的速率分布情況 通過分析比較可得出 1 在一定溫度下 氣體分子的速率都呈 中間多 兩頭少 的分布 2 溫度越高 速率大的分子所占比例越多 這個規(guī)律對任何氣體都是適用的 變式訓(xùn)練1下列關(guān)于氣體分子運(yùn)動的說法正確的是 A 分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外 可在空間自由移動B 分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無章的熱運(yùn)動C 分子沿各個方向運(yùn)動的機(jī)會相等D 分子的速率分布毫無規(guī)律 解析 選ABC 分子的頻繁碰撞使其做雜亂無章的無規(guī)則運(yùn)動 除碰撞外 分子可做勻速直線運(yùn)動 A B對 大量分子運(yùn)動遵守統(tǒng)計(jì)規(guī)律 如分子向各方向運(yùn)動機(jī)會均等 分子速率分布呈 中間多 兩頭少 的規(guī)律 C對 D錯 對于一定量的氣體 若用N表示單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù) 則 A 當(dāng)體積減小時 N必定增加B 當(dāng)溫度升高時 N必定增加C 當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時 N必定變化D 當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時 N可能不變 思路點(diǎn)撥 壓強(qiáng)的大小跟單位時間內(nèi)對分子器壁的碰撞次數(shù)和每一次碰撞的力度有關(guān) 精講精析 氣體的體積減小時 壓強(qiáng)和溫度是怎樣變化的并不清楚 不能判斷N是必定增加的 A錯 同理 溫度升高時 氣體的體積和壓強(qiáng)怎樣變化也不清楚 無法判斷N的變化 B錯 當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時 存在兩種變化的可能性 一是體積增大時 溫度升高 分子的平均動能變大 即分子對器壁碰撞的力度增大 因壓強(qiáng)不變 因此對器壁碰撞的頻繁度降低 就是N減小 二是體積減小時 溫度降低 同理可推知N增大 選項(xiàng)C正確 D錯誤 答案 C 題后反思 本題考查對壓強(qiáng)的微觀解釋 要清楚影響壓強(qiáng)大小的各微觀因素 變式訓(xùn)練2對于一定質(zhì)量的理想氣體 下列說法中正確的是 A 溫度不變時 壓強(qiáng)增大n倍 單位體積內(nèi)的分子數(shù)一定也增大n倍B 體積不變時 壓強(qiáng)增大 氣體分子熱運(yùn)動的平均速率也一定增大C 壓強(qiáng)不變時 若單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大 則氣體分子熱運(yùn)動的平均速率一定增大D 氣體體積增大時 氣體分子的內(nèi)能可能增大 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全