1、第4节气体热现象的微观意义课堂合作探究问题导学一、统计规律与气体分子运动特点活动与探究11气体分子的微观模型是怎样的？2气体分子运动的统计规律有几个特点？3当温度升高时，气体分子的速率分布规律会发生怎样的变化？4理想气体的热力学温度T与分子的平均动能之间的关系是什么？迁移与应用1气体分子永不停息地做无规则的热运动，同一时刻都有向不同方向运动的分子，速率也有大有小，下表是氧气分子分别在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，由表得出的下列结论正确的是（）按速率大小划分的区间（m/s）各速率区间的分子数占总分子数的百分比（%）0 100 100以下1.40.71002
2、008.15.420030017.011.930040021.417.440050020.418.650060015.116.76007009.212.97008004.57.98009002.04.6900以上0.93.9A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随着温度的升高，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1由于物体是由大量分子组成的，这些分子并没有统一的运动步调，单独看来，各个分子的运动都是不规则的，具有偶然性，但从总体看来，大量分子的运动服从一定的统计规律。2气体
3、分子向各个方向运动的几率相等。3大量气体分子的速率分布呈现中间多（平均速率周围分子数目多）、两头少（速率大或小的分子数目少）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。注意：单个或少数分子的运动是“个体行为”，具有不确定性；大量分子运动是“集体行为”，具有规律性，即遵从统计规律。二、气体压强的产生及其决定因素活动与探究2中央电视台在“科技之光”栏目中曾播放过这样一个节目，把液氮倒入饮料瓶中，马上盖上盖子并拧紧，人立即离开现场。一会儿饮料瓶就爆炸了。你能解释一下原因吗？迁移与应用2一定质量的理想气体由状态A沿平行于
4、纵轴的直线变化到状态B，则它的状态变化过程是（）A气体的温度不变B气体的内能增加C气体分子的平均速率减少D气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变1影响压强的微观因素：气体的压强一方面与每次碰撞前分子的平均动能有关，另一方面与单位时间内单位面积受到的碰撞次数有关。2气体压强的微观解释：对确定的一定质量的理想气体而言，每次碰撞的平均作用力大小由碰撞前分子的平均动能决定，即与平均速率有关，平均速率越大，每一次碰撞的平均作用力越大，压强越大；而单位时间内和单位面积器壁碰撞的分子数主要由气体的分子数密度决定，分子数密度越大，单位时间内和单位面积器壁碰撞的分子数越多，压强越大。3宏观因素（1）
5、与温度有关，其他物理量不变时，温度越高，气体的压强越大；（2）与体积有关，其他物理量不变时，体积越小，气体的压强越大。4气体压强与大气压强不同大气压强由气体重力产生，随高度增大而减小。气体压强是由大量分子撞击器壁产生的，大小与高度无关。当堂检测1在研究热现象时，我们可以采用统计方法，这是因为（）A每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的B个别分子的运动不具有规律性C在一定温度下，大量分子的速率分布是确定的D在一定温度下，大量分子的速率分布随时间而变化2关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是（）A某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的B某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的C某一时刻向任意
6、一个方向运动的分子数目相等D某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化3封闭容器中气体的压强（）A是由气体的重力产生的B是由气体分子间的相互作用力（引力和斥力）产生的C是由大量分子频繁碰撞器壁产生的D当充满气体的容器自由下落时，由于失重，气体压强将减小为零4封闭在汽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气体分子的平均速率减小D每秒撞击单位面积器壁的气体分子数不变5如图是氧气分子在不同温度（0 和100 ）下的速率分布图，由图可得信息（）A同一温度下，氧气分子呈现出“中间多、两头少”的分布规律B随着温度的升高，每一个氧气分子
7、的速率都增大C随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增加D随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小答案：课堂合作探究【问题导学】活动与探究1：1答案：气体分子间距离大（约为分子直径的10倍），分子力间作用力小（可忽略），所以气体没有一定的形态和体积。所以气体分子可看做没有相互作用力的质点。2答案：（1）气体分子沿各个方向运动的机会（几率）相等。（2）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（速率大或小的分子数目少）的规律。3答案：当温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的一方移动，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。4答案：理想气体
8、的热力学温度T与分子的平均动能成正比，即Ta，因此温度是分子平均动能的标志。迁移与应用1：BC解析：由表格可以看出在0 和100 两种温度下，分子速率在200700 m/s之间的分子数的比例较大，由此可知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。活动与探究2：答案：饮料瓶内液氮吸热后变成氮气，分子运动加剧，氮气分子密度增大，使瓶内气体分子频繁、持续碰撞瓶内壁产生的压强逐渐增大，当瓶内外的压强差大于瓶子所承受限度时，饮料瓶发生爆炸。迁
9、移与应用2：B解析：从pV图象中的AB图线可知，气体状态由A变到B为等容升压，根据查理定律，一定质量的气体，当体积不变时，压强跟热力学温度成正比。选项A中温度不变是不对的；应该是压强增大，温度升高，气体的温度升高，内能增加，选项B对；气体的温度升高，分子平均速率增加，故选项C错；气体压强增大，则气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数增加，故选项D是错误的。【当堂检测】1BC解析：在研究热现象时，单个分子的运动具有无规则的特征，但大量的分子却满足统计规律，故正确选项为B、C。2BC解析：某一时刻具有任一速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多、两头少”的统计分布规律，选项A错误；由于分子之
10、间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己运动速度的大小和方向，因此在某一时刻一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，选项B正确；虽然每个分子的速率瞬息万变，但是大量分子整体存在着统计规律。由于分子数目巨大，某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别，可以认为是相等的，选项C正确；某一温度下，每个分子的速率仍然是瞬息万变的，只是分子运动的平均速率相同，选项D是错误的。故正确选项为B、C。3C解析：气体的压强是大量气体分子频繁碰撞容器器壁产生的，气体分子的热运动不受超重、失重的影响。故正确选项为C。4B解析：气体的体积不变，对一定质量的气体，单位体积内的分子数不变，当温度升高时，分子的平均速率增大，每秒内撞击单位面积器壁的分子数增加，撞击力增大，压强必增大，所以B项正确，A、C、D均不正确。5A解析：温度升高后，并不是每一个气体分子的速率都增大，而是气体分子的平均速率变大，并且速率小的分子所占的比例减小，则B、C、D错误；同一温度下，气体分子呈现出“中间多、两头少”的分布规律，A正确。