学案 5 气体热现象的微观意义[目标定位] 1.理解气体分子运动的特点及气体分子运动速率的统计分布规律.2.能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义;知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系.3.能用气体分子动理论解释三个气体实验定律.一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义[问题设计]1.把 4 枚硬币投掷 10 次并记录正面朝上的个数.比较个人、小组、大组、全班的数据,你能发现什么规律吗?答案 随着投掷次数增多,2 枚硬币正面朝上的次数比例最多,占总数的;1 枚和 3 枚正面朝上的次数各占总数的,全朝上或全朝下次数最少,各占总数的.说明大量随机事件的整体会表现出一定的规律性.2.气体分子间的作用力很小,若没有分子力作用,气体分子将处于怎样的自由状态?答案 无碰撞时气体分子将做直线运动,但由于分子之间的频繁碰撞,使得气体分子的速度大小和方向频繁改变,运动变得杂乱无章.3.温度不变时,每个分子的速率都相同吗?温度升高,所有分子运动速率都增大吗?答案 分子在做无规则运动,造成其速率有大有小.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.[要点提炼]1.统计规律在一定条件下可能出现,也可能不出现的事件叫随机事件;大量随机事件整体表现出的规律叫统计规律.2.气体分子运动的特点(1)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.(2)分子的运动杂乱无章,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.(3)每个气体分子都在做永不停息的无规则运动.(4)大量气体分子的速率分布呈“中间多、两头少”的规律.3.气体温度的微观意义(1)温度越高,分子的热运动越激烈.当温度升高时,“中间多”的这一“高峰”向速率大的方向移动,即速率大的分子数目增多,速率小的分子数目减少,分子的平均速率增大.(2)温度是分子平均动能的标志.理想气体的热力学温度 T 与分子的平均动能 k成正比,即T=ak.二、气体压强的微观意义[问题设计]如图 1 所示,(1)把一颗豆粒拿到台秤上方约 10 cm 的位置,放手后使它落在秤盘上,观察秤的指针的摆动情况.(2)再从相同高度把 100 粒或更多的豆粒连续地倒在秤盘上,观察指针的摆动情况.(3)使这些豆粒从更高的位置落在秤盘上,观察指针的摆动情况.用豆...