高中物理人教版选修1-2课件：1.4 气体(共20张PPT)

(共20张PPT)
四、气体
1.知道气体压强的微观意义;了解气体压强与温度的关系。
2.了解气体分子运动速率的统计分布规律,了解日常生活中表现统计规律的事例。
一
二
三
四
一、气体分子运动的特点
1.气体能够充满整个容器,表明气体分子除了在相互碰撞的短暂时间外,相互作用力十分微弱,气体分子可以自由地运动。
2.常温下多数气体分子的速率都达到数百米每秒。




一
二
三
四
二、气体的压强
1.定义
我们所说气体的压强,指的就是气体对于容器器壁的压强。
2.单位
压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号是Pa。




一
二
三
四
三、气体压强的微观意义
1.从分子动理论的观点来看,气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。
2.从微观角度来看,气体压强的大小与两个因素有关:一个是气体分子的平均动能,一个是分子的密集程度。所以气体的压强跟温度和体积有关。






一
二
四
三
四、气体分子速率的分布和统计规律
1.统计规律的定义
对于一定种类的大量分子来说,在一定温度时,处于一定速率范围内的分子数所占的百分比是确定的,呈现出一定的规律性,这种规律是一种统计规律。
2.统计规律的意义
我们不可能跟踪每个分子的运动,也没有必要知道每个分子在某一时刻的运动状态,需要知道的是大量分子整体上所遵循的统计规律,因此,统计规律在研究热现象时具有重要的作用。




一
二
一、统计规律与气体分子运动的特点
1.统计规律
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,这种规律叫统计规律。
2.气体分子运动特点
(1)大量分子的运动服从一定的统计规律。
(2)气体分子沿各个方向运动的机会(概率)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(速率大或速率小的分子数目少)的规律。
(4)温度升高时,所有分子热运动的平均速率增大,即大部分分子的速率增大了,但也有少数分子的速率减小,这也是统计规律的体现。
一
二
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。
一
二
二、气体压强的产生原因及决定因素
1.产生原因
单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁地碰撞器壁,就对器壁产生持续、均匀的压力。气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。
一
二
2.决定气体压强大小的因素
(1)微观因素
①气体分子的密集程度:气体分子密集程度(即单位体积内气体分子的数目)越大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就越多,气体压强就越大。
②气体分子的平均动能:气体的温度越高,气体分子的平均动能就越大,每个气体分子与器壁的碰撞(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大;从另一方面讲,分子的平均速率越大,在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多,累计冲力就越大,气体压强就越大。
(2)宏观因素
①与温度有关:温度越高,气体的压强越大;
②与体积有关:体积越小,气体的压强越大。
类型一
类型二
【例题1】 气体分子永不停息地做无规则运动,同一时刻都有向不同方向运动的分子,速率也有大有小,下表是氧气分别在0 ℃和100 ℃时,同一时刻在不同速率区间内的分子数占总分子数的百分比。由表得出下列结论正确的是(　　)
类型一
类型二
类型一
类型二
A.气体分子的速率大小基本上是均匀分布的,每个速率区间的分子数大致相同
B.大多数气体分子的速率处于中间值,少数分子的速率较大或较小
C.随着温度升高,气体分子的平均速率增大
D.气体分子的平均速率基本上不随温度的变化而变化
点拨:本题主要考查气体分子运动的特点,注意气体分子速率的分布规律。

类型一
类型二
解析:由表格可以看出在0 ℃和100 ℃两种温度下,分子速率在200~700 m/s之间的分子数的比例较大,由此可得出B正确。再比较0 ℃和100 ℃两种温度下分子速率较大的区间,100 ℃的分子数所占比例较大,而分子速率较小的区间,100 ℃的分子数所占比例较小,故100 ℃的气体分子平均速率高于0 ℃的气体分子平均速率,故C正确。
答案:BC
题后反思表中只是给出了氧气在0 ℃和100 ℃两个温度下的速率分布情况,通过分析比较可得出:(1)在一定温度下,气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布;(2)温度越高,速率大的分子所占比例越多。这个规律对任何气体都是适用的。


类型一
类型二
【例题2】 关于一定质量的气体,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
点拨:气体的压强从微观角度看是由分子的平均动能和分子的密集程度共同决定的,从宏观角度看是由温度和体积共同决定的。

类型一
类型二
解析:一定质量的气体的压强,是由气体分子的平均动能和分子的密集程度共同决定的,在这两个影响气体压强的因素中,若仅已知其中某一个因素的变化情况,而另一个因素的变化情况不知道,就不能确定气体压强的变化情况,故上述的四个选项中只有B是正确的。
答案:B
题后反思根据决定气体压强的两个因素,分析判断气体压强的变化情况是本节的重点,解答此类问题一定要同时分析分子的平均动能和分子的密集程度这两个因素对压强的影响,如果只根据其中的一个因素进行分析,就可能得出错误的判断。


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1大量气体分子运动的特点是(　　)
A.分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外,可在空间里自由移动
B.分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动
C.分子沿各方向运动的机会相等
D.分子的速率分布毫无规律
解析:气体分子除碰撞外可以认为是在空间中自由移动的,气体分子沿各方向运动的机会相等,碰撞使它做无规则运动,但气体分子速率按“中间多,两头少”的规律分布,所以A、B、C正确。
答案:ABC


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2下列说法正确的是(　　)
A.气体的体积即各个气体分子体积的总和
B.气体的压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁产生的
C.气体的温度越高,分子运动越剧烈
D.一定量某种气体,保持温度不变时,其体积越大,则压强越大
解析:气体分子距离较远,因此A错误;一定质量的气体,温度不变,体积增大时,压强减小,D错误。
答案:BC


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3关于密闭容器中气体的压强,下列说法正确的是(　　)
A.是由气体受到的重力所产生的
B.是由气体间的相互作用力产生的
C.是大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的
D.容器运动的速度越大,气体的压强也就越大
解析:气体分子间的距离比较大,分子间的作用力十分微弱,所以B错;气体的重力产生的压强可以忽略,A错;气体的压强与容器运动的速度无关,而是由大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的,C对,D错。
答案:C


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4在一定温度下,气体分子的速率分布应该是(　　)
A.每个分子速率都相等
B.每个分子速率一般都不相等,速率很大和速率很小的分子数目都很少
C.每个分子速率一般都不相等,但在不同速率范围内,分子数的分布是均匀的
D.每个分子速率一般都不相等,速率很大和速率很小的分子数目很多
解析:从气体分子速率分布图象可以看出,分子速率呈“中间多、两头少”的分布规律,故应选B。
答案:B