鲁科版(2019)新教材高中物理选择性必修3 1.4 科学探究：气体压强与体积的关系课件(共22张PPT)

(共22张PPT)
气体压强与体积的关系
一、气体分子运动的特点
气体分子的运动有什么特点呢？
一、气体分子运动的特点
气体分子之间的距离>10r0,
温故知新：
气体分子之间作用力很弱，可以忽略不计
热运动中，分子所受重力一般忽略不计
气体分子的运动性质
匀速直线运动
气体会充满它能达到的整个空间
一、气体分子运动的特点
温故知新：
标况下，1cm3的气体中，有多少个气体分子？
地球上
碰撞
每个气体分子的速度大小方向都会频繁变化，杂乱无章。
一、气体分子运动的特点
大量气体分子的运动是否有规律可循呢？
二、偶然中的必然——统计规律
抛硬币
为什么全世界的体育比赛中常常用抛硬币的方法来决定发球权，以示公平呢？
李忠文
2 048
1 013
0.494 6
你的名字
二、偶然中的必然——统计规律
这种大量偶然事件表现出来的整体规律，叫做统计规律。
三、气体分子速率分布规律
大量气体分子的速率是否有统计规律呢？
三、气体分子速率分布规律
伽尔顿板实验
伽尔顿板是一种演示某种统计规律的装置。如图所示，在一块竖直木板的上部均匀钉上许多铁钉，木板下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽，装置前有玻璃覆盖。从入口处投入一个小钢珠，小钢珠在下 落过程中先后与许多铁钉相碰，经曲折的路径，落入某一槽中。
思考1：重复几次，小钢珠落入哪个槽会是确定的吗？
思考2：如果保持手姿不变，把大量小钢珠从入口处缓缓倒入，观察到的落入槽中小钢珠的分布情况会是什么样子？重复实验，得到的会得到相似的结果吗？
三、气体分子速率分布规律
思考1：小钢珠落入哪个槽会是不确定的，偶然的。
气体分子在密闭容器里也会发生随机的碰撞，速率是不确定的，那大量的气体分子速率会不会也遵循着一定的统计规律呢？
思考2：中间多，两头少 。 大量钢珠落下时，分布形状始终是这样的。
三、气体分子速率分布规律
1859年，麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律。
麦克斯韦速率分布函数
在平衡态下，当气体分子间的相互作用可以忽略时，分布在任一速率区间 v~v+dv 的分子数占总分子数的比率为：
三、气体分子速率分布规律
1859年，麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律。20世纪20年代以后，陆续有许多实验验证了麦克斯韦速率分布规律。
不同温度下氧分子的速率分布
四、气体的压强
气体压强是怎么产生的？
四、气体的压强
气体压强是怎么产生的？
四、气体的压强
每个气体分子撞击容器壁产生的力是短暂的、不连续的，但容器壁受到大量气体分子频繁的撞击，就会受到一个稳定的压力。
从而产生了稳定的气体压强。
四、气体的压强
气体分子的运动是无规则的，那气体分子向各个方向运动的概率是相同的，所以对容器每个器壁的撞击效果也是相同的，因此我们可以的得出结论：
气体内部压强处处相等。
四、气体的压强
气体压强的大小与什么因素有关呢？
四、气体的压强
小钢珠越密集，单位时间内撞击称面数目越多，对称面产生的作用力就越大。
气体分子越密集，对器壁撞击更频繁，产生的作用力就越大，压强就越大。
压强与单位体积内分子数有关
压强与体积有关
四、气体的压强
小钢珠释放位置越高，速率越大，对称面产生的作用力就越大。
气体分子平均速率越大，对器壁产生的作用力就越大，压强就越大。
压强与温度有关。
小结
四、气体的压强
一、气体分子运动的特点
二、偶然中的必然——统计规律
三、气体分子速率分布规律
单个气体分子运动无规则，除相互碰撞和跟器壁碰撞外可视为匀速直线运动
大量偶然事件表现出来的整体规律
麦克斯韦速率分布规律，中间高两边低。
温度升高，峰值向速率大的一方移动，平均速率增大。
大量气体分子对器壁的频繁撞击而产生，气体内部压强处处相同。
温度越高，单位体积内分子数越大，气体压强越大。
例题1、(多选)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图3中两条曲线所示.下列说法正确的是
A.图中两条曲线下的面积相等
B.图中虚线对应于氧气分子平均速率较小的情形
C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形
D.0℃时每个氧气分子的速率都小于100℃时的速率
E.与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在
0～400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大
√
√
图3
√
例题
例题2.（单选）下列关于气体的说法中，正确的是（ ）
A、由于气体分子运动的无规则性，所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等
B、气体的温度升高时，所有的气体分子的速率都增大
C、一定体积的气体，气体分子的平均速率越大，气体的压强就越大
D、气体的分子数越多，气体的压强就越大
√
例题