人教版（2019）高中物理选择性必修三 1.3 分子运动速率分布规律 课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
第3节分子运动速率分布规律
第一章分子动理论
1.了解气体分子运动的特点
2.了解分子运动速率的分布图象
3.理解气体压强的微观解释
学习目标
知识点 气体分子运动的特点
(1)气体分子的大小相对分子间的空隙来说很小，可以把气体分子视为质点。
(2)气体分子之间的距离很大，大约是分子直径的10倍，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，在空间自由移动。能达到分子能达到的空间，所以气体没有确定的形状和体积，其体积等于容器的体积。
1
新知探究
知识点 气体分子运动的特点
(3)气体分子的数密度巨大，分子之间频繁地碰撞，速度大小合方向频繁地改变。
(4)分子的运动杂乱无章，对大量分子而言，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目都相等。即气体分子沿各个方向运动的机会(机率)相等。
1
新知探究
特别提醒
单个或少量分子的运动是“个别行为”，具有不确定性。大量分子运动是“集体行为”具有规律性即遵守统计规律。
名师指点
采用统计的方法理解气体分子的运动
(1)气体分子运动的统计规律
①统计规律：大量偶发事件整体表现出来的规律叫统计规律；
②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(具有中间速率的分子数多)、两头少(速率大或小的分子数目少)的规律。
名师指点
采用统计的方法理解气体分子的运动
(2)从统计规律看气体状态参量变化
根据统计规律，从微观领域分析，气体的压强由气体的分子数密度和气体分子的平均动能决定。而温度是平均动能的标志。对一定质量的理想气体，若体积变化，温度不变，分子密度必然发生变化，必引起压强变化；若温度变化，体积不变，则分子平均动能发生变化，那么气体的压强必然发生变化。若气体的压强发生变化，必然是决定气体压强的因素发生变化，即气体分子密度或气体分子的平均动能发生变化。所以说气体状态发生变化时，不可能只一个参量发生变化，其他两个参量不变。
名师指点
知识点 分子运动速率分布图象
2
新知探究
知识点 分子运动速率分布图象
(1)0°和100°氧气分子的速率都呈“中间多，两头少”的分布，且随着温度升高，速率大的分子所占的比例增大。
(2)图像直观地反映了“温度越高，分子地热运动越剧烈”
2
新知探究
知识点 气体压强的微观解释
(1)产生机理
气体对容器地压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。器壁单位面积上受到的压力就是气体的压强。
2
新知探究
知识点 气体压强的微观解释
(2)决定因素（微观因素）
a．分子的平均速率：分子的平均速率越大，分子与器壁碰撞单位面积上的作用力越大，则压强越大。
b．分子的数密度：分子的数密度越大，单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数越多，作用力越大，则压强越大。
2
新知探究
知识点 气体压强的微观解释
宏观因素
a．温度：在体积不变的情况下，温度越高，气体的平均动能越大，气体的压强越大；
b．体积：在温度不变的情况下，体积越小，气体分子的密度越大，气体的压强越大。
2
新知探究
气体压强与大气压强、液体压强的区别
　(1)气体压强。因密闭容器中的气体密度一般很小，由于气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生，大小由气体的分子密度和温度决定，与地球的引力无关，气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的。
名师指点
气体压强与大气压强、液体压强的区别
　(2)大气压强。大气压却是由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强。如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压。地面大气压的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值，大气压强最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强。
名师指点
气体压强与大气压强、液体压强的区别
　(3)液体压强。液体压强是由液体的重力而产生的，其公式为p＝ρgh。
名师指点
1.对于一定质量的理想气体，下列四个叙述中正确的是(　　)
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，压强必变大
课堂训练
解析：根据气体压强产生的原因可知：一定质量的理想气体的压强，由气体分子的平均动能和气体分子的密集程度共同决定。分子平均动能越大，单位时间内分子撞击器壁的次数越多，气体压强越大。A、C、D三个选项均只给定了其中一个因素，而另一个因素不确定，不能判断压强是变大还是变小，所以只有B正确。
答案：B
课堂训练
2.氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知（　　）
课堂训练
A．在①状态下，分子速率大小的分布范围相对较大
B．两种状态氧气分子的平均动能相等
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D．①状态的温度比②状态的温度低
课堂训练
详解：AD．由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大。故A错误D正确；
B．②对应的温度较高，②状态氧气分子的平均动能大，故B错误；
C．由图可知，随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，故C错误；
故选D。
答案：D
课堂训练
3有关分子动理论的描述，下列说法正确的是（　　）
A．若不计分子势能，则质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
B．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能可能增大
C．用打气筒给自行车车胎充气时要用力才能压缩空气，这说明空气分子间存在斥力
D．单位时间内，气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减少，气体的压强一定减小
课堂训练
详解：
A．质量相等的氢气和氧气，温度相同，分子的平均动能相同，而氢气的分子数较多，则氢气的内能较大，故A错误；
B．当分子间作用力表现为引力，随着分子间距离增大，分子间作用力减小时，引力做负功，分子势能增大，故B正确；
课堂训练
详解：C．用打气筒给自行车车胎充气时要用力才能压缩空气，这是气体压强作用的缘故，气体分子间一般不考虑相互作用力，故C错误；
D．气体的压强与单位时间内气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数以及分子对器壁的平均撞击力有关，若温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减少，气体的压强不一定减小，故D错误。
故选B。
答案：B
课堂训练
谢谢