气体热现象的微观意义公开课-PPT.ppt

气体热现象的微观意义公开课教学目标：一.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.二.能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义；知道气体压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相互联系.三.能用气体分子动理论解释三个气体实验定律.教学重点：气体分子运动的特点和气体压强的微观意义.教学难点：气体压强的微观意义.2甲甲：我很怕坐飞机，我问过专家，每架飞机上：我很怕坐飞机，我问过专家，每架飞机上 有炸弹的概率是万分之一万分之一虽然有炸弹的概率是万分之一万分之一虽然 很小，但还没小到可以忽略不计的程度，很小，但还没小到可以忽略不计的程度，所以我以前从来不坐飞机。所以我以前从来不坐飞机。乙乙：可是你今天为什么来坐飞机：可是你今天为什么来坐飞机了？了？甲甲：我又问过专家，每架飞机上有一颗炸弹的概率是万分之一，：我又问过专家，每架飞机上有一颗炸弹的概率是万分之一，但每架飞机上同时有两颗炸弹的概率只有亿分之一这已经但每架飞机上同时有两颗炸弹的概率只有亿分之一这已经 小到可以忽略不计了。小到可以忽略不计了。乙乙：但两颗炸弹与你坐不坐飞机有什么关系但两颗炸弹与你坐不坐飞机有什么关系？甲甲：当然有关系啦不是说同时有两颗炸弹的概率很小吗，我：当然有关系啦不是说同时有两颗炸弹的概率很小吗，我 现在自带了一颗炸弹，飞机上再有一颗几乎是不可能的，现在自带了一颗炸弹，飞机上再有一颗几乎是不可能的，所以我才放心地来坐飞机！所以我才放心地来坐飞机！乙乙：#￥%&我和你想的一样，我也带了一颗！我和你想的一样，我也带了一颗！3一、随机性与统计规律一、随机性与统计规律1、在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件、在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件 叫做叫做必然事件必然事件2、若某件事、若某件事不可能不可能出现，这个事件叫做出现，这个事件叫做 不可能事件不可能事件3、若在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现，、若在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现，这个事件叫做这个事件叫做随机事件随机事件思考：随机事件的出现是不是就没有什么规律思考：随机事件的出现是不是就没有什么规律呢？呢？4掷币实验掷币实验【实验方法】【实验方法】1、将、将4枚硬币握在手中，在桌面上随意投掷枚硬币握在手中，在桌面上随意投掷10次。次。2、记录每次投掷时正面朝上的硬币数。、记录每次投掷时正面朝上的硬币数。3、统计共、统计共10次投掷中有次投掷中有0、1、2、3、4枚硬币正面朝上的枚硬币正面朝上的 次数，并将结果填入表格中。次数，并将结果填入表格中。统计对象统计对象次数次数统计项目统计项目【实验目的】研究随机事件的出现是否存在规律性【实验目的】研究随机事件的出现是否存在规律性注意：注意：控制每次硬币下落的高度相同，控制每次硬币下落的高度相同，硬币的大小材料相同，抛出方法相同。硬币的大小材料相同，抛出方法相同。56上面的实验给我们什么启示上面的实验给我们什么启示?1、个别随机事件的出现具有、个别随机事件的出现具有偶然性偶然性2、大量随机事件的整体会表现出一定的、大量随机事件的整体会表现出一定的 规律性规律性这种规律就是这种规律就是统计规律统计规律7单个气体分子的运单个气体分子的运动是无规则的动是无规则的思路思路:四枚硬币四枚硬币,每投掷一次每投掷一次,正面朝上的硬币数是正面朝上的硬币数是不确定的不确定的投掷很多次后投掷很多次后,正面朝正面朝上的硬币数存在着一上的硬币数存在着一定的统计规律定的统计规律大量气体分子的运大量气体分子的运动也应该存在一定动也应该存在一定的统计规律的统计规律(微观微观 宏观宏观)类比类比(微观微观 宏观宏观)类比类比8大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静9二、气体分子运动的特点二、气体分子运动的特点标况下气体分子平均距离约为：标况下气体分子平均距离约为：10 10-10m1、理想性：气体分子距离比较大，、理想性：气体分子距离比较大，分子间作分子间作用力很弱，分子除了相互碰撞或跟器壁碰撞外用力很弱，分子除了相互碰撞或跟器壁碰撞外不受力而做匀速直线运动，因而会充满不受力而做匀速直线运动，因而会充满 它能达它能达到的整个空间。到的整个空间。10标准状态下标准状态下1cm3气体中的分子数的数量级约为气体中的分子数的数量级约为10182、现实性：气体分子数量巨大，分子之间频繁、现实性：气体分子数量巨大，分子之间频繁地碰撞，分子速度大小和方向频繁改变地碰撞，分子速度大小和方向频繁改变，3、规律性、规律性:(1)运动杂乱无章，任何一个方向运动的气体分运动杂乱无章，任何一个方向运动的气体分子都有，各个方向运动的分子数目基本相等。子都有，各个方向运动的分子数目基本相等。11（2 2）大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈）大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中中间多，两头少间多，两头少”的分布规律的分布规律.尽管大量分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速尽管大量分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率却按一定的规律分布。率却按一定的规律分布。12观察与思考观察与思考 对比对比0和和100氧气分子速氧气分子速率分布图象，有什么不同？率分布图象，有什么不同？温度越高，分子平均温度越高，分子平均速率越大速率越大 三：三：气体气体温度温度 的微观意义的微观意义13 气体温度的微观意义气体温度的微观意义1 1：温度升高时，速率大的分子数增加：温度升高时，速率大的分子数增加 速率小的分子数减少速率小的分子数减少3.3.微观意义：温度是分子平均动能的标志微观意义：温度是分子平均动能的标志a a为比例常数为比例常数2:2:温度越高，分子平均速率越大温度越高，分子平均速率越大通过定量分析得出：理想气体的热力学温度T与分子的平均动能 成正比，即14例例1 1、在一定温度下，某种理想气体的分子速率、在一定温度下，某种理想气体的分子速率分布应该是（分布应该是（）A A、每个气体分子速率都相等、每个气体分子速率都相等B B、每个气体分子速率一般都不相等，速率很大、每个气体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少和速率很小的分子数目很少C C、每个气体分子速率一般都不相等，但在不同、每个气体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速率范围内，分子数的分布是均匀的D D、每个气体分子速率一般都不相等，速率很大、每个气体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和速率很小的分子数目很多B15 从微观角度看从微观角度看气体对容器的压强气体对容器的压强 是如何产生的？是如何产生的？压强的大小可能和压强的大小可能和什么因素有关？什么因素有关？是大量气体分子频繁地碰撞是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的器壁而产生的四、气体压强的微观意义四、气体压强的微观意义16“铁珠铁珠模拟实验模拟实验”在某高度，将铁珠连续倒在秤盘上，观察示数在更高的位置，将铁珠连续倒在秤盘上，观察示数实验现象：实验现象：【实验一】【实验一】位置越高，台秤的示数越大位置越高，台秤的示数越大类比：气体分子平均动能越大，气体压强越大类比：气体分子平均动能越大，气体压强越大结论：铁珠的动能越大，对秤盘压强越大结论：铁珠的动能越大，对秤盘压强越大温度温度17在相同高度，将铁珠更密集倒在更密集倒在秤盘上，观察示数【实验二】【实验二】实验现象：实验现象：倒在秤盘上的铁珠越密集，示数越大倒在秤盘上的铁珠越密集，示数越大类比：气体分子越密集，气体压强越大类比：气体分子越密集，气体压强越大体积体积18 气体压强的大小跟两个因素有关：气体压强的大小跟两个因素有关：（体积）（体积）（温度）（温度）结结 论论:气体分子的气体分子的密集程度密集程度气体分子的气体分子的平均动能平均动能19玻意耳定律的微观解释：玻意耳定律的微观解释：T不变不变分子平均动能不变，平均每分子平均动能不变，平均每个分子对器壁的撞击力不变个分子对器壁的撞击力不变V减小减小分子密度增大分子密度增大单位时间内撞击容器单位面积的分子数增多单位时间内撞击容器单位面积的分子数增多气体压强增大。气体压强增大。五、对气体实验定律的微观解释五、对气体实验定律的微观解释20请解释查理定律和盖请解释查理定律和盖吕萨克定律吕萨克定律 查理定律查理定律 一定质量的某种气体，在体积不变的情一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强况下，压强 p与热力学温度与热力学温度T成正比成正比 盖盖吕萨克定律吕萨克定律 一定质量的某种气体，在压强不变的情一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积况下，其体积V与热力学温度与热力学温度T成正比成正比21例例2：有关气体压强，下列说法正确的是有关气体压强，下列说法正确的是()A气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大B气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大C气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大D气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小D22例例3：一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是确的是()A此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变B此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变所以压强保持不变C此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变撞次数不变，所以压强保持不变D以上说法都不对以上说法都不对D23小结：小结：一一.气体分子运动的特点气体分子运动的特点1、气体分子可以在自由移动，从而可以充满任何容器、气体分子可以在自由移动，从而可以充满任何容器2 2、从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大、从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。3.3.氧气分子的速率分布图象特点：氧气分子的速率分布图象特点：“中间多、两头少中间多、两头少”二、气体温度的微观意义二、气体温度的微观意义-温度是分子平均动能的标志温度是分子平均动能的标志三、气体压强的微观意义三、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碰撞器壁而产生的气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的2.影响气体压强的两个因素影响气体压强的两个因素:四、对气体实验定律的微观解释四、对气体实验定律的微观解释气体分子的平均动能气体分子的平均动能气体分子的密集程度气体分子的密集程度-温度温度-体积体积24