辽宁省大连市高中物理第8章气体课件(打包4套)新人教版选修3_3

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名称 辽宁省大连市高中物理第8章气体课件(打包4套)新人教版选修3_3
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科目 物理
更新时间 2018-06-22 22:38:08

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课件48张PPT。自行车在烈日下曝晒爆胎 生活中许多现象表明,气
体的压强、体积、温度三个状
态参量之间存在一定的关系。 本节我们研究一种特殊情况:一定质量的气体,在温度不变的条件下其压强与体积变化时的关系我们把这种变化叫做等温变化第八章 气体第一节 气体的等温变化1. 知识与能力了解温度、压强、体积三个参量之
间的等量关系通过实验探究、验证气体等温变化
的关系2 . 过程与方法用实验方法探究气体等温变化规律
体会控制变量法在实验中的应用3 . 情感态度与价值观体会发现乐趣 ,形成探究物理规律的良好习惯重点 探究气体等温变化的规律,学会用图像处理问题
难点掌握玻意耳定律,进行相应计算气体的等温变化玻意耳定律气体等温变化的
P-V图像气体的等温变化 气体在温度不变的状态
下,发生的变化叫做等温变化。1、温度热力学温度T :开尔文
T = t + 273 K2、体积体积 V
单位:有L、mL等压强 p
单位:Pa(帕斯卡)3、压强1.气体的状态参量2.探究气体等温变化的规律方法研究探究气体等温变化的规律实验装置研究对象: 被封闭的气体注意事项: 防漏气、保温实验目的: 在温度保持不变时,
研究一定质量气体的压强和体积的关系由实验数据得可近似得如下图像,实验结 论 : 在温度不变时,压
强p和体积V成反比。 玻意耳定律
英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现,一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,它的压强跟体积成反比。
即或者(表示气体在1、2两个不同状态下的压强和体积)这个规律叫做玻意耳定律 图线:是一条以纵轴和横轴为渐近线的双曲线,称等温线.一定质量气体保持在不同温度下,可以得到一簇双曲线.温度越高,图线越向上移,即T2>T1 解释:气体的压强微观上决定于单位体积内的分
子数和气体分子的平均速率.温度不变时,气体
分子的平均速率不变,气体的压强只决定于单位
体积内的分子数.气体的体积增大n倍,气体分子
密度变为原来的 ,气体压强就减小n倍,所以
气体的压强与体积成反比。 玻意耳定律使用于压强不太
大(和大气压比较)、温度不太
低(和室温比较)的任何气体。适用条件注意《玻意耳定律的发现者----玻意耳》 玻意耳定律的发现者 ——玻意耳 ? 玻意耳( robert boyle , 1627 - 1691 )是英国物理学家和化学家。 1627 年 1 月 25 日 诞生于爱尔兰的利斯莫尔城。他八岁开始在爱顿小学学习。 1638 年随家庭教师一起周游欧洲大陆,先后在法国、瑞士和意大利求学。1644 年回到英格兰,在多塞特郡的斯泰布里奇定居,阅读了大量有关哲学、自然科学和神学的书籍,并且开始进行科学实验。 ??? 斯泰布里奇位于牛津和伦敦之间,交通很方便,玻意耳自建了一个实验室,两地学者经常来这里聚会,探讨物理学、化学和农业化学方面的学术问题。玻意耳把这一科学家的聚会叫做“无形大学”。 1654 年玻意耳迁居牛津,在牛津大学建立了一个实验室,积极参与“牛津圈”。 ???《玻意耳定律的发现者----玻意耳》 1659 年玻意耳利用由胡克研制成的真空泵,开始对空气的性质进行研究。 1660 年出版了第一部著作《论空气的重量及其物理力学性质的新实验》。 1662 年玻意耳发现了气体的玻意耳定律。 1680 年被推选为皇家学会会长,因为身体不好,他谢绝了任命,后来隐居在祖传的庄园里著书立说。 《玻意耳定律的发现者----玻意耳》气体等温变化的P-V图像为验证两个物理量之间是否存在线性关系,可以建立甲图甲 为了直观的描述压强跟体积的关系通常用乙图乙 一定质量的气体,不同温度下的等温线之不同的想一想 图乙中的两条等温线哪条是温度较高时?是怎样判断的呢?一些常见的气压计一一些常见的气压计二
知道什么是气体的等温变化
掌握玻意耳定律的内容和公式
理解p-V图上等温变化的
图象及其物理意义培养用图像处理问题的能力1.(05河北)如图所示,绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分,K与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用势能可忽略。现通过电热丝对气体a加热一段时间后,a、b各自达到新的平衡( )
A.a的体积增大了,压强变小了
B.b的温度升高了
C.加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈
D.a增加的内能大于b增加的内能BCD 解析 由加热a的T升高,因而分子运动加强PV=kT,由绝热得P增大V增大,A错C对;Va增大对b做功,所以Tb增大,B对;由热力学第二定律的D对。(05四川)一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略,则在此过程中 ( )
A.外界对气体做功,气体分子的平均动能增加
B.外界对气体做功,气体分子的平均动能减小
C.气体对外界做功,气体分子的平均动能增加
D.气体对外界做功,气体分子的平均动能减小 D解析 由体积膨胀得气体对外做功,对
外做功表示内能减少,又绝热表
示不对外吸收能量,W=Q+U,
因而分子平均动能减少。(05北京)下列关于热现象的说法,正确的是( )
A.外界对物体做功,物体的内能一定增加
B.气体的温度升高,气体的压强一定增大
C.任何条件下,热量都不会由低温物体传递到高温物体
D.任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能D解析由W=Q+U可知A错;
由V,T,P三者之间关系知B错;
由热力学第二定律的C错;
因而正确答案为D
A.保持不变 B.一直变大
C.先变大后变小 D.先变小后变大
1. 甲、乙两个分子,当它们之间的距离为 时,相互作用的分子力是零,现把它们靠近,使两分子间的距离小于 ,然后把甲固定,释放乙。在乙分子远离甲的运动过程中,乙的速度( ) C 2. 如右图所示,两端封闭的等臂U形管中,两边的空气柱a和b被水银柱隔开,当U形管竖直放置时,两空气柱的长度差为h,现将这个管放平,使两臂位于同一水平面上,稳定后两空气柱的长度差为l,若温度不变,则( )
A.B.C.D.A3. 用带刻度的注射器验证玻意耳—马略特定律,整个装置符合实验要求。已知注射器容积是V,全部刻度长是l,活塞和框架总重是G,对活塞竖直向上的拉力大小是F。要计算封闭气体的压强,还需要测 根据上述的测量的量,可求出封闭气体的压
强P= 大气压强P0 4.一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,它的压强跟体积成 。 反比5.为什么自行车太阳底下曝晒就会爆胎?因为车胎内的气体因温度升高而压强增大、体积膨胀6. 如图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面积为S = 0.01m2,中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动,且不漏气。A的质量不计,B的质量为M,并与一劲度系数为k = 5×103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p0 = 1×105 Pa,平衡时两活塞之间的距离l0 = 0.6 m,现用力压A,使之缓慢向下移动一段距离后,保持平衡。此时用于压A的力F = 500 N。求活塞A下移的距离。解:设活塞A下移距离为l,活塞B下移的距离为x对圆柱筒中的气体运用玻—马定律,可得方程: 根据胡克定律,活塞B移动x后弹簧的 弹力有: F = k x
将这两个方程联立,去掉x得
将数值代入得: l = 0.3 m
答:活塞A下移的距离是0.3m。 7.某个容器的容积是10L,所装气体的压强
是2×106Pa如果温度保持不变,把容器的开
关打开后,容器里剩下的气体是原来的百分
之几?设大气压是1×105Pa.解:可认为气体膨胀过程等温变化设容器原装气体为研究对象末态根据波意耳定律初态剩下的气体为原来的 1.设大气压强为P0,根据玻意耳定律所以,玻璃管开口向下竖直放置时,气柱长度25cm2. 根据波意耳定律设水银柱横街面积为S,则h=756mm即此时的大气压相当于756mm高的水银柱产生的压强约为100800Pa 小王仅用了两组数据而得出其规律,这不是
科学的,应该通过大量的实验数据;小张的看法
也不对,错误有二,第一,仅测两组数据就确定
一条直线时不准确的,第二,如果测量是多组数
据,在确定直线时,应该使测量值的坐标点分布
在直线的两侧,如果远离直线的点应舌去。课件43张PPT。知道高压锅做饭的原理吗?用手堵住注射器的口压缩越来越困难 由上一节可知气体的压强、体积、温度三个状态参量之间存在一定的关系。 本节我们研究另外两种特殊情况:一定质量的气体,在体积不变的条件下其压强与温度变化时的关系及压强不变的条件下其体积和温度的变化关系。第八章 气体第一节 气体的等容变化和 等压变化1. 知识与能力了解等容变化过程,以及查理定律的内容公式。了解等压变化过程变化,以及盖-吕萨克定律的内容公式。2 . 过程与方法 了解等容变化的P-T图线及其物理意义。3 . 情感态度与价值观培养从图像获取信息的能力,形成
科学的思想观。 了解等压变化的V-T图线及其物理意义。重点 理解并掌握气体的等容和等压变化,学会用图像处理问题。难点掌握P-T、V-T图像及它们的物理意义。气体的等容变化气体等压变化气体的等容变化 气体在体积不变的状态
下,压强随温度的变化叫做等容变化。 一定质量的气体,在体积不变的情
况下,温度每升高(或降低) 1℃,
增加(或减少)的压强等于它0℃时压
强的1/273.或 一定质量的某种气
体,在体积保持不变的情况
下, 压强p与热力学温度T
成正比.查理甲乙气体等容变化图像 由甲可以看出,在等容过程中,压强
跟摄氏温度是一次函数关系,不是简单的
正比例关系。如果把甲图的AB直线延长
至与横轴相交,把交点当做坐标原点,建
立新的坐标系,此时压强与温度的关系就
是正比例关系了。 图乙坐标原点的意义为“气体压强为0时
其温度为0”。可以证明,当气体的压强不
太大,温度不太低时,坐标原点代表的温
度就是热力学温度的零度。所以说,在P-T
图线中,一定质量某种气体的等容线是一
条通过坐标原点的直线。
查理定律可以表述为:一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强P跟热力学温度T成正比。
即P=CT或为比例常数C 压强P与热力学温度成正比可以表示为另外形式即或 一定质量(m)的气体的总分子数(N)是一定的,体积(V)保持不变时,其单位体积内的分子数(n)也保持不变,当温度(T)升高时,其分子运动的平均速率(v)也增大,则气体压强(p)也增大;反之当温度(T)降低时,气体压强(p)也减小。气体的等压变化 当压强保持不变时, 体积和温度之间的变化叫做等压变化。
一定质量的气体,在压强不变的情况
下,温度每升高(或降低)1℃,增加(或
减少)的体积等于它0℃时体积的1/273.或 一定质量的某种气体,在
体积保持不变的情况下, 压强
p与热力学温度T成正比.盖-吕萨克气体等压变化图像 盖-吕萨克定律可以表述为:一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,体积V跟热力学温度T成正比。 压强P与热力学温度成正比可以表示为另外形式即V=CT或 这里的C和玻意耳定律、查理定律表达式中的C都泛指比例常数,它们并不相等。 一定质量的理想气体的总分子数是一定的,要保持压强不变,当温度升高时,全体分子运动的平均速率V会增加,那么单位体积内的分子数一定要减小(否则压强不可能不变),因此气体体积一定增大;反之当温度降低时,同理可推出气体体积一定减小。等容变化过程,以及查理定
律的内容公式等压变化过程变化,以及盖-
吕萨克定律的内容公式 掌握P-T、V-T图像及它们的物理意义培养从图像获取信息的能力 一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是一个常数。 n为气体的摩尔数,R为普适气体恒量ACD 1.(2008年上海) 如图所示, 两端开口的弯管, 左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱,中间封有一段空气,则 ( )
(A)弯管左管内外水银面的高度差为h
(B)若把弯管向上移动少许, 则管内气体体积增大
(C)若把弯管向下移动少许,
右管内的水银柱沿管壁上升
(D)若环境温度升高,右管内
的水银柱沿管壁上升解析 封闭气体的压强等于大气压与水银
柱产生压强之差,故左管内外水银面高
度差也为h,A对;弯管上下移动,封闭
气体温度和压强不变,体积不变,B错C
对;环境温度升高,封闭气体体积增
大,则右管内的水银柱沿管壁上升,D对。
2.(2008年上海) 汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故,太低又会造成耗油量上升。已知某型号轮胎能在-40?C-90?C正常工作, 为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5 atm,最低胎压不低于1.6 atm,那么, 在t=20?C时给该轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较合适(设轮胎的体积不变)解析由于轮胎容积不变,轮胎内气体做等容变化。设在T0=293K充气后的最小胎压为Pmin,最大胎压为Pmax。依题意,当T1=233K时胎压为
P1=1.6atm。根据查理定律解得:Pmin=2.01atm当T2=363K是胎压为P2=3.5atm。根据查理定律解得:Pmax=2.83atm3.(2008年上海) 温度计是生活、生产中常用的测温装置。右图为一个简单温度计,一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内,封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时,水柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范围为20℃~80℃,A、D间刻度均匀分布。由图可知,A、D及有色水柱下端所示的温度分别是 ( )
A.20℃、80℃、64℃
B.20℃、80℃、68℃
C.80℃、20℃、32℃
D.80℃、20℃、34℃C解析温度升高,容器内气体的体积增大, A点温度高,
可见A、D点温度分别为80℃、20℃,设D点下容器的体积为V0, 一小格玻璃管的体积为h。由查理定律解得 t=32℃1.一定质量的理想气体在等容变化过程中测得,气体在0℃时的压强为P0, 10℃时的压强为P10,则气体在21℃时的压强在下述各表达式中正确的是 ( )A.C.D.B.A D2.对于一定质量的理想气体,可能发生的过程是
( )
A.压强和温度不变,体积变大
B.温度不变,压强减少,体积减少
C.体积不变,温度升高,压强增大,
D.压强增大,体积增大,温度降低C3. 一定质量的某种气体,在压强p保持不变的情况下, 体积V与热力学温度T成 .4. 由查理定律可知,一定质量的理想气体在体积不变时,它的压强随温度变化关系如图中实线表示。把这个结论进行合理外推,便可得出图中t0=    ℃;如果温度能降低到t0,那么气体的压强将减小到 Pa。
正比-27305.在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气, 一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接, 重物和活塞均处于平衡状态, 这时活塞离缸底的高度为10 cm,如果缸内空气变为0℃, 问:
①重物是上升还是下降?
②这时重物将从原处移动多少厘米?
(设活塞与气缸壁间无摩擦) ①缸内气体温度降低, 压强减小, 故活塞下移, 重物上升.②分析可知缸内气体作等压变化. 设活塞截面积为S cm2,气体初态体积V1=10S cm3, 温度T1=373 K, 末态温度T2=273 K, 体积设为V2=hScm3
(h为活塞到缸底的距离)据可得h =7.4 cm 则重物上升高度Δh=10-7.4=2.6 cm答案 6 . 如图,水平放置的汽缸内壁光滑,一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分,两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热。开始时,A气体的体积是B的一半,A气体的温度是17oC,B气体的温度是27oC,活塞静止。现缓慢加热汽缸内气体, 使A、B两部分气体的温度都升高10oC,在此过程中活塞向哪个方向移动?答案设想先保持A、B的体积不变, 当温度分别升高10oC时, 对A有同理,对B有由于pA=pB, 所以pA'>pB' 故活塞向右移动。1.根据查理定律 ,如果不漏气,压
强应为 ,而氧气实际压
强为 ,说明漏气。2.(1)根据盖-吕萨克定律 ,
所以,
即体积变化量与温度变化量成正比,刻度是均匀的2.(2)因为所以,这个温度计可以测量的温度t=(25 1.6)0C,
即这个气温计测量范围是23.4~26.60C课件42张PPT。气体分子的微观模型 为了便于研究自然界中客观存在的、比较复杂的真实气体,从复杂的现象中抓住事物的本质使问题得以合理的简化。本届我们将研究这一理想化的情况 第八章 气体第三节 理想气体的状态方程1. 知识与能力理解“理想气体”的概念。 掌握运用玻意耳定律和查理定律推导理想气体状态方程的过程,能正确运用理想气体状态方程解答有关简单问题。 熟记盖·吕萨克定律及数学表达式,并能正确用它来解答气体等压变化的有关问题2 . 过程与方法 通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程推导盖·吕萨克定律的过程,培养学生严密的逻辑思维能力。 3 . 情感态度与价值观 学会用实验来验证成正比关系的物理定律的一种方法,形成 实践是检验真理唯一的标准的科学观。重点理想气体的状态方程 难点“理想气体”这一概念的理解 关于“理想气体”概念 推导理想气体状态方程 推导并验证盖·吕萨克定律 关于“理想气体”概念 假设这样一种气体,它在任何温度
和任何压强下都能严格地遵循气体实验
定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”。 理想气体特点1、在常温常压下,大多数实际气体,尤
其是那些不易液化的气体都可以近似
地看成理想气体。2、 在温度不低于负几十摄氏度,压
强不超过大气压的几倍时,很多气
体都可当成理想气体来处理。 理想气体特点 理想气体特点3、 理想气体的内能仅由温度和分
子总数决定 ,与气体的体积无关。理想气体是不存在的1、 在常温常压下,大多数实际气
体,尤其是那些不易液化的气体都
可以近似地看成理想气体。理想气体是不存在的2、 在温度不低于负几十摄氏度,压
强不超过大气压的几倍时,很多气
体都可当成理想气体来处理。理想气体是不存在的3、 理想气体的内能仅由温度和分子
总数决定 ,与气体的体积无关。推导理想气体状态方程 对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量p、V、T来描述,且知道这三个状态参量中只有一个变而另外两个参量保持不变的情况是不会发生的。换句话说:若其中任意两个参量确定之后,第三个参量一定有唯一确定的值。它们共同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个状态。 假定一定质量的理想气体在开始状态时
各状态参量为(p1,V1,T1),经过某变化
过程,到末状态时各状态参量变为(p2,
V2,T2),这中间的变化过程可以是各种各
的.假设有两种过程第一种: 从(p1,V1,T1)先等温并
使其体积变为V2,压强随之变为pc,此中
间状态为(pc,V2,T1)再等容并使其温
度变为T2,则其压强一定变为p2,则末状
态(p2,V2,T2)。第二种: 从(p1;V1,T1)先等容并使其温度变为T2,则压强随之变为P`、C,此中间状态为(P′C,V1,T2),再等温并使其体积变为V2,则压强也一定变为p2,也到末状态(p2,V2,T2)。理想气体状态方程描述一点质量某种理想气体的状态参量:P V T即其中一个参量不变时另外两个参量的关系 一定质量的某种理想气体从A到B 经历了一个等温过程。图示变化过程从状态A到B
根据玻意耳公式得,从状态B到C
根据玻意耳公式得,由上面两式得; 一定质量的某种理想气体,在从状态1到状态2时,尽管P、V、T都可能改变,但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变即或C为常量 以上两式都叫做一定质量某种理想气体的状态方程使用条件:一定质量的某种理想气体. 不同种类的理想气体,具有相同的状态,
同时具有相同的物质的量,这个恒量就
相同. 在任何温度和任何压强下都能严格遵循
气体实验定律的气体叫理想气体。 理想气体状态方程 盖·吕萨克定律是指:一定质量的气体在压强不变的条件下,它的体积与热力学温度成正比 。注意推理能力及逻辑思维能力的培养1.(08上海)已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线,则在整个过程中汽缸内气体的内能 ( )
(A)先增大后减小
(B)先减小后增大
(C)单调变化
(D)保持不变
B解析 由PV/T为恒量,由图像与坐
标轴围成的面积表达PV乘积,从实
线与虚线(等温线)比较可得出,
该面积先减小后增大,说明温度T先
减小后增大,内能将先减小后增大。
(05吉林) 对于定量气体,可能发生的过程是 ( )
A.等压压缩,温度降低
B.等温吸热,体积不变n
C.放出热量,内能增加
D.绝热压缩,内能不变AC解析 一般情况下我们都将气体看做理想气体,根据
分别作出相应分析即可 (2008年江苏) 若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是 (填“A”、“B”或“C”),该过程中气体的内能 (填“增加”、“减少”或“不变”).C 增加 解析题图 由PV/T=恒量,压强不变时,V 随温度T 的变化是一次函数关系,故选择C图; ACD1. 一定质量的理想气体处于某一初始状态,若要使它经历两个状态变化过程,压强仍回到初始的数值,则下列过程中可以采用的是( )
A.先等容降温,再等温压缩
B.先等容降温,再等温膨胀
C.先等容升温,再等温膨胀
D.先等温膨胀,再等容升温 .ABC2. 容器中有一无摩擦,可自由滑动的活塞,若忽略活塞的体积,当容器内气体状态发生变化时,可能出现的情况有( )
A.气体温度升高的同时,压强在减小
B.气体温度升高的同时,体积也在减小
C.气体温度降低的同时,密度在增加
D.气体的压强和温度都不变,但体积却增大3. 理想气体的内能仅由 和 决定 ,与气体的体积无关.温度分子总数 4.在常温常压下,大多数实际气体,尤其是那些 的气体都可以近似地看成理想气体.不易液化5. 试用一个等容过程和一个等压过程推导出理想气体状态方程 答:用P1V1/T1=P2V2/TC及P2V1/TC=P2V2/T两式联合消去Tc即得 6. 某同学用玻意耳—马略特定律的数学表达式p1V1=p2V2、查理定律的数这表达式p1/T1=p2/T2和盖·吕萨克定律的数学表达式V1/T1=V2/T2三式相乘后得p12V12/T12=p22V22/T22,再两边开平方,最后得到p1V1/T1=p2V2/T2,这样推导出的理想气体状态方程对吗?为什么? 答:不对,因为三个公式中的状态参量是不可能等用的 1. C由PV/T=C分析2.根据理想气体状态方程:换算成摄氏t2=T2-273=6680C3. 由于外界大气压不变,玻璃管内空气含量较少,对压强影响不是很大。因此,挡玻璃管竖直向上提起时,管内水银柱的高度变化不会很大,管内空气柱长度增加,体积增大。我们可以把这个过程看成等温过程,由于体积增大,玻璃管内空气压强会减小,水银柱长度会增加。课件41张PPT。微观气体分子图热气球微观的分子运动是怎样的? 我们的生产生活与地球表面的大气压密切相连,如果从气体分子角度的微观角度来看是怎么一回事呢?第八章 气体第四节 气体热现象的微观意义1. 知识与能力初步了解什么是“统计规律”理解气体分子运动的特点:分子沿各个方向运动的机会均等,分子速率按一顶规律分布。2 . 过程与方法 能用气体分子动理论解释压强的微观意义,知道压强温度体积所对应的微观物理量间的联系。3 . 情感态度与价值观加深对“统计规律”的理解,增加对科学的好奇心与求知欲。 能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。重点 用分子动理论解释气体热现象的相关表现。难点理解并掌握“统计规律”,能解释一些现象。气体分子运动特点气体温度的微观意义气体压强的微观意义对实验定律的微观解释 每人把手中四枚硬币,在桌面上随意投掷10次,记录每次投掷时正面向上的硬币个数,统计总共十次投掷中有0,1,2,3,4枚硬币正面朝上的次数各是多少?某班实验学生的统计规律 随着投掷次数的增多,2枚硬币正面朝上的次数比列最多,约占总数的3/8;1枚和3枚硬币朝上的次数比列略少,分别约占总数的1/4;全部朝上朝下的次数最少,各约占1/16。表明: 个别事物的出现具有偶然的因素,但大量事物出现的机会,却遵从一定的统计规律。气体分子运动特点 气体间的距离较大,分子间的相互作用力十分微弱,可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用,每个分子都可以在空间自由移动,一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间,无一定的形状和体积。(一)(二) 分子间的碰撞频繁,这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞。气体通过这种碰撞可传递能量,其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的,这就是杂乱无章的气体分子热运动。(三) 从总体上看气体分子沿各个方向运
动的机会均等,因此对大量分子而言,
在任一时刻向容器各个方向运动的分子
数是均等的。分子运动轨迹无规律性 尽管大量分子做无规则运
动,速率有大有小,但是分子
的速率却按一定规律分布。气体温度的微观意义 大量分子速率分布状态还与温度有关。氧分子速率分布图m/s-1各速率间分子百分数T=1000CT=00C温度越高时,分子的热运动越激烈 理想气体的热力学温度T与分子的平均动能 成正比,即温度是分子平均动能的标志气体压强的微观意义 气体压强是大量分子频
繁的碰撞容器壁而产生的。影响气体压强的两个因素:(1)气体分子的平均动能,从宏观上看
由气体的温度决定。 对确定的气体而言,温度与分子运动的平均速率有关,温度越高,反映气体分子热运动的平均速率越大。(2)单位体积内的分子数(分子密度),从宏
观上看由气体的体积决定。 对确定的一定质量的理想气体而言,分子总数N是一定的,当体积增大时,分子密度减小。对实验定律的微观解释解释玻意耳定律 一定质量的理想气体,其分子总数是一个定值,当温度保持不变时,则分子的平均速率也保持不变,当其体积增大几倍时,则单位体积内的分子数变为原来的几分之一,因此气体的压强也减为原来的几分之一;反之若体积减小为原来的几分之一,则压强增大几倍,即压强与体积成反比。这就是玻意耳定律。对查理定律进行微观解释 一定质量的气体的总分子数是一定
的,体积保持不变时,其单位体积内的
分子数也保持不变,当温度升高时,其
分子运动的平均速率也增大,则气体压
强也增大;反之当温度降低时,气体压
强也减小。解释盖·吕萨克定律 一定质量的理想气体的总分子数是一定的,要保持压强不变,当温度升高时,全体分子运动的平均速率v会增加,那么单位体积内的分子数一定要减小(否则压强不可能不变),因此气体体积一定增大;反之当温度降低时,同理可推出气体体积一定减小。大量分子热运动的统计规律气体分子运动的特点气体压强的微观意义温度与分子热运动之间的联系用分子动理论解释气体
的实验规律BD (05广东)封闭在气缸内一定质量的气体,如果 保持气体体积不变,当温度升高时,以下说法正确的是( )
A.气体的密度增大
B.气体的压强增大
C.气体分子的平均动能减小
D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多点播再 做出分析可得 由题意可知,V不变T增大(05上海) 内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa、体积为2.0×10-3m3的理想气体.现在活塞上方缓缓倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半,然后将气缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为127℃.
求气缸内气体的最终体积。解析在活塞上方倒沙的过程中温度保持不变
P0V0=P1V1 ①
由①式解得
在缓慢加热到127℃的过程中压强保持不变
由③式解得 ②③1.对一定质量的理想气体,下列四个论述中正确的是( )
A.当分子热运动变剧烈时,压强必增大
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
B2.对于一定质量气体,如果保持气体的体积不变,温度升高,那么下列说法中正确的( )
A.气体的压强增大
B.单位时间内分子对器壁碰撞的次数增多
C.每个分子的速率均增大
D.气体分子的密度增大AB3. 对确定的一定质量的理想气体而言,分子总数N是一定的,当 时,分子密度减小.体积增大 4.气体分子的平均动能,从宏观上看由气体的 决定.温度5. 试讲述分子运动的特点 个别分子在某一时刻速度的大小与方向具有偶然性,但它们在各个方向运动的几率是相等的,分子速率呈“中间多,两头小”分布。
6.影响气体压强的两个因素是什么? 气体分子的平均动能; 单位体积内的分子数(分子密度),
从宏观上看由气体的体积决定。答:1.例如:交纳养老保险的保费一般根据人的年龄与地区人的平均寿命来计算,这里的平均就是大量的统计结果。
或 对肺癌病例的统计,发现与生活细管、保护生活环境等的某些因数有关,从而可以通过统计数据指导人们如何改变不良的生活习惯、保护生活环境。2. 根据理想气体方程,压强变为原来的0.5倍。
温度升高为原来的1.5倍,说明气体分子的平均动能增加为原来的1.5倍,分子在单位面积上撞击器壁的平均作用力增加为原来的1.5倍。而体积增大为原来的3倍,说明分子在单位面积上撞击器壁的分子数平均变为原来的1/3,所以压强变为原来的0.5倍。