4气体热现象的微观意义[学习目标]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[导学探究]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?答案随着投掷次数的增多,2枚硬币正面朝上的次数比例最多,约占总数的;1枚和3枚硬币正面朝上的比例略少,分别约占总数的,全部朝上或全部朝下的次数最少,各约占总数的.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.[知识梳理]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倍左右,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[导学探究]把一颗豆粒拿到台秤上方约10cm的位置,放手后使它落在秤盘上,观察秤的指针的摆动情况.如图1所示,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.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.用豆粒做气体分子的模型,试说明气体压强产生的原理.图1答案说明气体压强的大小跟两个因素有关:一个是气体分子的平均动能,一个是分子的密集程度.[知识梳理]1.气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的压力.2.产生原因:大量气体分子对器壁的碰撞引起的.3.决定因素:(1)微观上决定于分子的平均动能和分子的密集程度,(2)宏观上决定于气体的温度T和体积V.三、对气体实验定律的微观解释[导学探究](1)如何从微观角度来解释气体实验定律?(2)自行车的轮胎没气后会变瘪,用打气筒向里打气,打进去的气越多,轮胎会越“硬”.你怎样用分子动理论的观点来解释这种现象?(假设轮胎的容积和气体的温度不发生变化)答案(1)从决定气体压强的微观因素上来解释,即气体分子的平均动能和气体分子的密集程度.(2)轮胎的容积不发生变化,随着气体不断地打入,轮胎内气体分子的密集程度不断增大,温度不变意味着气体分子的平均动能没有发生变化,故气体压强不断增大,轮胎会越来越“硬”.[知识梳理]1.玻意耳定律的微观解释一定质量的某种理想气体,温度保持不变时,分子的平均动能不变.体积减小时,分子的密集程度增大(填“增大”或“减小”),单位时间内撞击单位面积器壁的分子数就增多,气体的压强就增大(填“增大”或“减小”).2.查理定律的微观解释一定质量的某种理想气体,体积保持不变时,分子的密集程度保持不变,温度升高时,分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”),分子撞击器壁的作用力变大,所以气体的压强增大(填“增大”或“减小”).3.盖—吕萨克定律的微观解释一定质量的某种理想气体,温度升高时,分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”),分子撞击器...