气体热现象的微观解释导学案

8.48.4 气体热现象的微观意义导学案气体热现象的微观意义导学案 班级： 姓名： 学号： 第 组 【本节知识点本节知识点】 1、 了解统计规律及其在科学研究和社会生活中的作用。 2、 知道分子运动的特点，掌握温度的微观定义。 3、 掌握压强、实验定律的微观解释。 【考纲要求考纲要求】 了解和认识气体热现象的微观意义，能应用气体热现象的微观解释进行解题。【自主学习自主学习】 一、一、 气体分子运动的特点气体分子运动的特点 1、从微观的角度看，物体的热现象是由 的热运动所决定的，尽管个别 分子的运动有它的不确定性，但大量分子的运动情况会遵守一定的 。 2、分子做无规则的运动，速率有大有小，由于分子间频繁碰撞，速率又将发生 变化，但分子的速率都呈现 的规律分布。这种分子整体所体现 出来的规律叫统计规律。 3、气体分子运动的特点 （1）分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着 运动的分子都有， 而且向各个方向运动的气体分子数目都 。 （2）气体分子速率分布表现出“中间多，两头少”的分布规律。温度升高时， 速率大的分子数目 ，速率小的分子数目 ，分子的平均速率 。 4、温度是 的标志。用公式表示为 。 二、气体压强的微观意义二、气体压强的微观意义 1、气体的压强是 而产生的。气体压强等于大量 气体分子作用在器壁 。 2、影响气体压强的两个因素： ， 。 从两个因素中可见一定质量的气体的压强与 ， 两个参量 有关。 三、对气体实验定律的微观解释三、对气体实验定律的微观解释 1、一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能是 的，在这种情 况下，体积减小时，分子的 ，气体的压强就 这就是玻意耳定 律的微观解释。 2、 这就是查理定律的微观解释。3、 是盖·吕萨克定律的微观解释。【典型例题典型例题】 例 1(2010 年高考福建卷)1859 年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的 分布规律，后来有许多实验验证了这一规律若以横坐标v表示分子速率，纵 坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比下面各幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是( )解析：选 D.各速率区间的分子数占总分子数的百分比不能为负值，A、B 错；气 体分子速率分布规律是中间多两头少，且分子不停地做无规则运动，速度为零 的分子是没有，故 C 错、D 对 例 2(2011 年东莞高二检测)关于密闭容器中气体的压强，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 对气体的三个实验定律的总结对气体的三个实验定律的总结 （1 1）等温变化过程）等温变化过程玻意耳定律玻意耳定律 内容：一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。 表达式：或2211 Vp VpCVPVPVPnn.2211 图象：在直角坐标系中，用横轴表示体积 V，纵轴表示压强 P。一定质量 的气体做等温变化时，压强与体积的关系图线在 P-V 图上是一条双曲线。若气 体第一次做等温变化时温度是 T1，第地次做等温变化时温度是 T2，从图上可以 看出体积相等时，温度高的对应对压强大的，故 T2>T1。温度越高，等温线离原点越远。如果采用 P-坐标轴，不同温度下的等温线是V1过原点的斜率不同的直线。 （如图 2） 等温变化过程是吸放热过程气体分子间距离约为 10-9m，分子间相互作用力极小，分子间势能趋于零，可 以为分子的内能仅由分子的动能确定。温度不变，气体的内能不变，即 E=0。气体对外做功时，据热力学第一定律可知，E=0，W0，气体从外 界吸热，气体等温压缩时，Q<0，气体放热。所以，等温过程是个吸热或放热的 过程。 玻意耳定律的微观解释一定质量的气体，分子总数不变。在等温变化过程中，气体分子的平均支能 不变，气体分子碰撞器壁的平均冲量不变。气体体积增大几倍，气体单位体积内分子总数减小为原来的，单位时间内碰撞单位面积上的分子总数也减小为n1原来的，当压强减小时，结果相反。所以，对于一定质量的气体，温度不变n1时，压强和体积成反比。 玻意耳定律的适用条件 玻意耳定律是用真实气体通过实验得出的规律。因此这个规律只能在气体压 强不太大，温度不太低的条件下适用。 （2 2）气体的等容变化）气体的等容变化查理定律查理定律 内容 A：一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低）1，它的压强的增加（或减少）量等于在 0时压强的。2731B：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正比。 表达式：A： 或 27300P tPPt)2731 (0tPPtP0-0时一定质量的压强（不是大气压） ，Pt-t时一定质量的压强（不是大气 压）B：2121 TT PP 图象：A：P-t 图，以直角坐标系的横轴表示气体的摄氏温度 t，纵轴表示气体的压强 P，据查理定律表达式可知一定质量气体在体积不变情况下，)2731 (0tPPtP-t 图上等容图线是一条斜直线。与纵轴交点坐标表示 0时压强。等容线延长 线通过横坐标-273点。等容线的斜率与体积有关，V 大，斜率小。 B：P-T 图，在直角坐标系中，用横轴表示气体的热力学温度，纵轴表示气 体的压强，P-T 图中的等容线是一条延长线过原点的倾斜直线。斜率与体积有 关，体积越大，斜率越小。 （由于气体温度降低到一定程度时，已不再遵守气体 查理定律，甚至气体已液化，所以用一段虚线表示。 ）查理定律的微观解释一定质量的气体，分子总数不变，在等容变化中，单位体积内分子数不变。 在气体温度升高时，气体分子的平均动能增大，碰撞器壁的平均冲量增大，气 体的压强随温度升高而增大。反之，温度降低时，气体的压强减小。 查理定律适用条件查理定理在气体的温度不太低，压强不太大的条件下适用。 （3 3）等压变化过程）等压变化过程盖盖··吕萨克定律吕萨克定律 内容 A：一定质量的气体，在压强不变的条件下，温度每升高（或降低）1，它的体积的增加（或减少）量等于 0时体积的。2731B：一定质量的气体，在压强不变的条件下，它的体积跟热力学温度成正比。 表达式：A： B： )2731 (0tVVt2121 TT VV 图象：在直角坐标系中，横轴分别表示摄氏温标，热力学温标；纵轴表示 气体的体积，一定质量气体的等压图线分别是图 5，图 6，如果进行两次等压变 化，由图可看出温度相同时，P2对应体积大于 P1对应体积，所以 P2<P1 盖·吕萨克定律的微观解释一定质量的气体，气体的分子总数不变，当它温度升高时，分子的平均动 能增大 ，气体的压强要增大。这时使气体的体积适当增大，使单位体积内分子 数减小，在单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减小，气体压强就可以保持 不变。 盖·吕萨克定律的适应范围：压强不太大，温度不太低的条件下适用。 【巩固练习巩固练习】 下列哪些量是由大量分子热运动的整体表现所决定的（ ABD） A、压强 B、温度 C、分子密度 D、分子的平均速率 2、对一定质量的理想气体，下列说法正确的是（ AB ） 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 3、分子运动的特点是（ABC ） A、分子除相互碰撞或跟容器碰撞外，可在空间里自由移动 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均等 D、分子的速率分布毫无规律 4、下面关于气体压强的说法正确的是（ABCD ） A、气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的 B、气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力 C、从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关 D、从宏观角度看，气体压强的大小跟气体的温度和体积有关 5、对于理想气体下列哪些说法是不正确的（ AC） A、理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型 B、理想气体的分子间没有分子力 C、理想气体是一种理想模型，没有实际意义 D、实际气体在温度不太低，压强不太大的情况下，可当成理想气体 6、密封的体积为 2L 的理想气体，压强为 2atm，温度为 270C。加热后，压强和 体积各增加 20%，则它的最后温度是 432K 学后反思： 自主学习自主学习 一、气体分子运动的特点一、气体分子运动的特点 1、大量气体分子，统计规律 2、中间多两头少 3、 （1）任何一个方向，相等（2）增加，减少，增大 4、分子平均动能，T=aKE二、气体压强的微观意义二、气体压强的微观意义 1、大量气体分子频繁持续地碰撞器壁，单位面积上的平均作用力 2、气体分子的平均动能，单位体积内的分子数，温度，体积 三、对气体实验定律的微观解释三、对气体实验定律的微观解释 1、一定，分子的密集程度增大，增大 2、一定质量的气体，体积保持不变时，分子密集程度保持不变，在这种情况下， 温度升高，分子平均动能增大，气体的压强就增大 3、一定质量的气体，温度升高时，分子平均动能增大，只有气体的体积同时增大， 使分子的密集程度减小，才能保持压强不变