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高中物理 第八章 气体 第四节 气体热现象的微观意义名师导航学案 新人教版选修3-3-新人教版高二选修3-3物理学案VIP免费

高中物理 第八章 气体 第四节 气体热现象的微观意义名师导航学案 新人教版选修3-3-新人教版高二选修3-3物理学案_第1页
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第四节气体热现象的微观意义名师导航知识梳理1.从微观角度看,物体的热现象是由________分子的________运动所决定的,大量分子运动的情况遵从一定的________规律.2.理想气体的热力学温度T与分子的平均动能kE成________,即T=________.因此也可以说温度是分子________的标志.3.从微观角度看,气体对容器的压强是大量分子对容器的________引起的.4.尽管大量分子做无规则运动,速度有大有小,但分子的速率却按一定的________分布.疑难突破1.气体分子速度分布规律虽然个别分子热运动是完全无规则的,但大量分子的速度分布却遵守确定的统计规律.(1)条件:气体处于平衡态.(2)方向:分子速度沿各个方向概率均等.(3)速率:遵守统计分布.具体说,分子速率处于某一个数值范围的相对概率是确定的.如果总分子数一定,则分子速率处于某个范围内的分子数是确定的.因此,分子平均速率也是确定的.(4)分子速率分布取决于两个因素——温度与分子质量.①当温度升高时,分子速度增大的概率增大,分子平均速率增大;当温度降低时,分子平均速率减小.②分子质量较大,则分子平均速率较小;分子质量较小,则分子平均速率较大.2.气体压强的微观解释(1)产生原因:来源于气体分子对容器壁碰撞的冲力.(2)平均效应:个别分子碰撞器壁的冲力是不连续的,但大量分子碰撞冲力的平均效应是连续的、稳定的.(3)决定因素:①温度.温度高,分子平均动能大,单个分子碰撞器壁的平均冲力增大,压强增高.②分子数密度,即单位体积分子数.分子数密度大,则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数多,压强也大.对于一定质量的气体,总分子数一定,分子数密度与体积成反比.因此,宏观而言,影响气体压强的因素为温度与体积.3.对气体热现象的微观解释气体产生的压强有两个决定因素,即分子平均动能和分子密集程度.①在等温变化过程中,分子平均动能Ek不变.当体积增大时,分子数密度减小,压强减小,反之压强增大.这样可以解释玻意耳定律.②在体积不变情况下,由于分子数密度不变,当T升高时,分子平均动能Ek变大,压强增大,反之压强减小,这就对是查理定律的解释.③为了保持压强不变,只有保持分子数密度和温度同时增大或减小,这样就可以解释盖·吕萨克定律了.问题探究问题:通过实验探究气体分子的运动特点.探究:器材:分子速率发射器、速率选择仪、接收屏.实验步骤:(1)按图8-4-2实验示意图安装仪器:1图8-4-2(2)调整速率选择器选择速率的范围.(3)观察接收屏上接收到的分子数目,并将数据填入下表中.速率范围(m/s)0—100100—200200—300300—400400—500500—600600—700700—800800—900与分子数百分比1.48.117.021.420.415.19.24.52.0根据实验数据,以分子速率为横坐标,以分子数百分比为纵坐标,绘出图线.探究结论:气体分子的运动特点遵守如下统计规律:(1)气体分子向各个方向运动的机会相同.(2)分子速率按“中间多,两头少”的规律分布,即大多数分子运动速率都在某一数值附近,离开这个数量越远,分子数越小.速率分布曲线如图8-4-1所示.(3)在一定温度下,某种气体的分子速率分布是确定的,分子有一定的平均速率.温度越高,分子的平均速率越大.典题精讲【例1】两个完全相同的圆柱形密闭容器,如图8-4-3所示,甲中装有与容器等容积的水,乙中充满空气.试问:图8-4-3(1)两容器各侧壁压强的大小及压强大小决定于哪些因素?(2)若两容器同时做自由落体运动,容器侧壁上所受压强将怎样变化?思路解析:(1)对于甲装置,水对上壁压强为零,对容器底压强最大,侧壁压强自上而下由小变大:对于乙容器各处器壁上的压强均相等.其大小决定于气体分子的温度和气体分子的密度.(2)甲容器做自由落体运动,器壁各处的压强均为零,乙容器做自由落体运动,器壁各处的压强不发生变化.【例2】一房间内,上午10时的温度为15℃,下午2时的温度为25℃,假设大气压强无变化,则下午2时与上午10时相比较,房间内的()A.空气密度增大B.空气分子的平均动能增大C.空气分子的速率都增大D.空气质量增大思路解析:温度升高,气体分子的平均动能增大,平均每个分子对器壁的冲量将变大,但气压并未改变,可见单位体积内的分子数一定减小,所以有ρ空减小,m...

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