1、第八章 气 体第四节 气体热现象的微观意义第八章 气 体学习目标 明目标 知重点 1.初步了解统计规律.2.知道气体分子运动的特点.3.理解气体压强的微观意义.4.能对气体实验定律进行微观解释，并能用微观观点解释气体状态变化.一、随机性与统计规律1必然事件：在一定条件下_出现的事件2不可能事件：在一定条件下_出现的事件3随机事件：在一定条件下_出现，也_不出现的事件4统计规律：大量的_整体表现出的规律必然不可能可能可能随机事件二、气体分子运动的特点1自由性：气体分子间距离比较大，分子间的作用力很弱，除相互碰撞或跟器壁碰撞外，可以认为分子不受力而做_运动，因而气体能充满它能达到的整个空间2无序性
2、：分子之间频繁地发生碰撞，使每个分子的速度大小和方向频繁地改变，分子的运动_匀速直线杂乱无章3规律性(1)单个分子的运动是无规则的，具有不确定性，但大量分子在某一时刻，向任何一个方向运动的分子数目都_，在宏观上表现为均衡性(2)气体分子的速率各不相同，但遵守速率分布规律，即出现“_”的分布规律三、气体温度的微观意义1温度越高，分子的热运动_2理想气体的热力学温度 T 与分子的平均动能 E k 成正比，即Ta E k，表明_是分子平均动能的标志相等中间多、两头少越激烈温度四、气体压强的微观意义1气体的压强是大量气体分子频繁地_而产生的2影响气体压强的两个因素：(1)气体分子的_；(2)分子的_五
3、、对气体实验定律的微观解释1玻意耳定律的微观解释温度不变，分子的平均动能_体积减小，分子越密集，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就_碰撞容器平均动能不变增大密集程度2查理定律的微观解释体积不变，则分子密度_，温度升高，分子平均动能_，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强_3盖吕萨克定律的微观解释温度升高，分子平均动能_，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素分子密度减小，所以气体的体积_不变增大增大增大增大判断正误(1)气体分子的运动是杂乱无章的，没有一定的规律()(2)大量气体分子的运动符合统计规律()(3)气体与液体产生压强的原因相同()(
4、4)气体的压强是由气体受到重力产生的()(5)一定质量的理想气体，温度升高，气体的平均动能增大，因此压强必然增大()(6)一定质量的理想气体，体积增大，气体分子的密集程度变小，压强必然减小()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6)对气体分子运动规律的理解1对统计规律的理解(1)个别事物的出现具有偶然因素，但大量事物出现的机会，却遵从一定的统计规律(2)从微观角度看，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2气体分子运动的特点(1)气体分子间距离大(约为分子直径的 10 倍)，
5、分子力小(可忽略)，可以自由运动，所以气体没有一定的体积和形状(2)分子间的碰撞十分频繁，频繁的碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变，造成气体分子做杂乱无章的热运动，因此气体分子沿各个方向运动的机会(几率)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(速率大或小的分子数目少)的规律(4)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，分子的热运动剧烈，因此温度是分子平均动能的标志考查维度 1 气体分子运动的特点下列关于气体分子运动的说法正确的是()A分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空间
6、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分子沿各个方向运动的机会相等D分子的速率分布毫无规律答案 ABC解析 分子的频繁碰撞使其做杂乱无章的无规则运动，除碰撞外，分子可做匀速直线运动，A、B 对大量分子的运动遵守统计规律，如分子向各方向运动的机会均等，分子速率分布呈“中间多，两头少”的规律，C 对，D 错 考查维度 2 气体分子速率分布与温度的关系某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中 f(v)表示 v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为 T、T、T，则 T、T、T的大小关系为()ATTT BTTTCTT，TTDTTT思路点拨(1)气体分子速率分布规律
7、是什么？(2)温度升高，峰值如何移动 解析 曲线下的面积表示分子速率从0区间内所有分子数的比率之和，显然其值应等于 1，当温度升高时，分子的速率普遍增大，所以曲线的高峰向右移动，曲线变宽，但由于曲线下总面积恒等于 1，所以曲线的高度相应降低，曲线变得平坦，所以 TTT.答案 B气体分子速率分布规律(1)在一定温度下，所有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大；(3)温度升高，气体分子的平均速率变大，但具体到某一个气体分子，速率可能变大也可能变小，无法确定1(2016南昌高二检测)在一定温度下，某种理想气体分子的速率分布应该是()A每个分子速率都相等
8、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：选 B.气体分子速率分布呈现出“中间多、两头少”的分布规律每个分子的速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目都很少，故只有选项 B 正确A、C、D 三项都错2.如图，横坐标 v 表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是()A曲线B曲线C曲线D曲线解析：选 D.在气体系统中，速率很小、速率很大的分子较少，
9、中等速率的分子所占比率较大，符合正态分布速率曲线应如曲线.气体压强的微观意义1气体压强的产生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、均匀的压力所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力2决定气体压强大小的因素(1)微观因素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)大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多，气体压强就越大；气体分子的平均动能：气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁的碰撞给器壁的冲力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的
10、次数就多，累计冲力就大，气体压强就越大(2)宏观因素与温度有关：温度越高，气体的压强越大；与体积有关：体积越小，气体的压强越大3大气压强的理解大气压强可以从宏观和微观两个方面理解：宏观上，可以看做由大气的重力引起的；微观上，可以认为是大气分子对地面或对某一平面无规则的碰撞引起的考查维度 1 对气体压强产生的考查如图所示，两个完全相同的圆柱形容器，甲中恰好装满水，容器乙密闭，其中充满空气，则下列说法中正确的是()A两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的B两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的C甲容器中 pApB，乙容器中 pCpDD如果温度略有升高，pA、pB 变大，pC、pD
11、也要变大思路点拨(1)气体压强是如何产生的？(2)大气压强和液体压强是如何产生的？解析 甲容器中压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器中压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B 错；液体的压强 pgh，hAhB，可知 pApB，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，pCpD，C 对；温度略有升高时，pA、pB 不变，而 pC、pD 增大，D 错 答案 C考查维度 2 影响气体压强的两个因素(2016西安高二检测)对于一定质量的气体，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
12、大时，压强必变大思路点拨(1)影响气体压强的宏观因素是什么？(2)影响气体压强的微观因素是什么？解析 只告诉分子的热运动变剧烈这一条件，气体的压强是变大、变小还是不变是不确定的 同样，在只知道分子间的平均距离增大的情况下，也无法确定压强的变化结果 答案 B气体压强的分析技巧(1)明确气体压强产生的原因大量做无规则运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力(2)明确气体压强的决定因素气体分子的密集程度与平均动能(3)只有知道了这两个因素的变化，才能确定压强的变化，不能根据任何单个因素的变化确定压强是否变化3(2016东北师大附中高二检测)关于密闭容器中气
13、体的压强，下列说法正确的是()A是由于气体分子相互作用产生的B是由于气体分子碰撞容器壁产生的C是由于气体的重力产生的D气体温度越高，压强就一定越大解析：选 B.气体的压强是由容器内的大量分子撞击器壁产生的，A、C 错，B 对气体的压强受温度、体积影响，温度升高，若体积变大，压强不一定增大，D 错4下列说法正确的是()A气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力C气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小D单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大解析：选 A.气体压强为气体分子对器壁单位面积的撞击力
14、，故 A正确；平均作用力不是压强，B 错误；气体压强的大小与气体分子的平均动能和气体分子密集程度有关，故 C、D 错 三个气体实验定律的微观解释1玻意耳定律(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小(2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变体积越小，分子越密集，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大，如图2查理定律(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小(2)微观解释：体积不变，则分子密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强
15、增大，如图3盖吕萨克定律(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大；温度降低，体积减小(2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素，即分子的密集程度减小，所以气体的体积增大，如图对一定质量的理想气体，下列说法正确的是()A体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大B温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小C压强不变，温度降低时，气体的密度一定减小D温度升高，压强和体积都可能不变思路点拨(1)对一定质量的理想气体来说，分子密度是否变化由什么来决定？(2)气体的三个状态参量如果有变化，至少有其中两个会
16、同时变化，如何从微观的角度理解这个现象？解析 根据气体压强、体积、温度的关系可知，体积不变，压强增大时，气体的温度增大，气体分子的平均动能增大，A 正确；温度不变，压强减小时，气体体积增大，气体的密集程度减小，B正确；压强不变，温度降低时，体积减小，气体的密集程度增大，C 错；温度升高，压强、体积中至少有一个发生改变，D 错 答案 AB宏观量和微观量的对应变化关系(1)宏观量温度的变化对应着微观量分子动能平均值的变化(2)宏观量体积的变化对应着气体分子密集程度的变化(3)压强的变化可能由两个因素引起，即分子热运动的平均动能和分子的密集程度，可以根据气体变化情况选择相应的实验定律加以判断5封闭在
17、体积一定的容器内的理想气体，当温度升高时，下列说法正确的是()A气体分子的密度增大B气体分子的平均动能增大C气体分子的平均速率增大D气体分子的势能增大解析：选 BC.理想气体做等容变化时，由查理定律得，pTC，当温度升高时，其压强增大故当 T 增大时，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，而分子的密度和分子势能都不变，故只有 B、C 正确6.一定质量的理想气体由状态 A沿平行于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小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 解析：选 B.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，压强增大，温度升高，气体的温度升高，内能增加，选项 A 错，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 错本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
