课堂新坐标2016_2017学年高中物理第4章气体第2节气体实验定律的微观解释.doc

第2节　气体实验定律的微观解释学 习 目 标 知 识 脉 络知道理想气体的特点．(重点) .知道气体压强产生的原因和决定压强的因素．(重点) 会用分子动理论和统计观点解释气体实验定律．(难点) 理 想 气 体 1．定义：严格遵从3个实验定律的气体．理想气体的压强(1)从分子动理论和统计观点看理想气体的压强是大量气体分子不断碰撞容器壁的结果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)微观上理想气体压强与单位体积的分子数和分子的平均动能有关．(3)宏观上一定质量的理想气体压强与体积和温度有关．理想气体的内能(1)由于理想气体分子除了碰撞外分子间没有相互作用力因此理想气体不存在分子势能其内能只是所有分子热运动动能的总和．(2)微观上一定质量的理想气体的内能仅跟分子的平均动能有关．(3)宏观上一定质量的理想气体的内能仅跟温度有关而与体积无关． 1．理想气体分子间没有作用力故不存在分子势能．(√2．理想气体温度升高时其内能不一定增大．(×)密闭容器内气体的压强是由于气体分子碰撞容器壁产生的．(√) 把一只充足气的氢气球由温度低的地方拿到温度高的地方时容易爆裂这是为什么呢？ 图4-2-1【提示】　气体温度升高气体分子 探讨1：为了使气体在任何温度、压强下都遵从实验定律引入了理想气体的概念试分析实际气体在什么条件下可以当成理想气体．【提示】　实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时可以当成理想气体来处理．探讨2：理想气体存在吗？【提示】　理想气体是一个“理想模型”实际并不存在． 1．理想气体(1)理想气体是一种理想化模型是对实际气体的科学抽象．(2)宏观上：理想气体是严格遵从气体实验定律的气体．(3)微观上：理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计分子可视为质点．(4)从能量上看理想气体的微观本质是忽略了分子力所以其状态无论怎决定气体压强的因素(1)产生原因：大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生气体的压强气体的压强等于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宏观因素：决定气体压强的宏观因素有气体的温度和体积．若温度不变；若体积不变若温度和微观因素：由于气体的压强是大量气体分子与器壁发生频繁的碰撞而产生的所以气体压强的大小是由气体分子单位时间内在单位面积上与器壁碰撞的次数及每次碰撞时对器壁的作用力的大小共同决定的．因此气体的压强在微观上由气体分子的密度和气体分子的平均动能共同决定．理想气体状态方程与气体实验定律的关系＝ 1．对一定质量的理想气体下列状态变化中可能的是(　　)使气体体积增加而同时温度降B．使气体温度升高体积不变压强减小使气体温度不变而压强、体积同时增大使气体温度降低压强减小体积减小使气体体积不变温度升高压强增大【解析】　对于理想气体满足公式＝C.若体积增加而温度降低只要压强也变小公式就成立选项是可能的；若温度升高体积不变压强应是变大的选项是不可能的；若温度不变压强与体积成反比不可能同时增大选项不可能；温度降低压强减小体积可能减小可能变大选项可能；等容变化时温度升高压强增大是可能的．【答案】　关于气体的说法中错误的是(　　)由于气体分子运动的无规则性所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等气体的温度升高时所有的气体分子的速率都增大一定质量的气体其体积不变气体分子的平均动能越大气体的压强就越大气体的分子数越多气体的压强就越大分子数密度越大平均动能越大则气体的压强越大【解析】　由于气体分子运动的无规则性遵循统计规律气体分子向各个方向运动的数目相等器壁各个方向上的压强相等错；气体的温度升高气体分子的平均速率增大并非所有分子的速率都增大错；一定质量的气体其体积不变即分子密集程度一定分子的平均动能越大气体的压强就越大正确；气体的压强大小取决于分子密集程度及分子的平均动能气体的分子数目多压强不一定就大错对【答案】　我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过7 000 再创载人深潜新纪录．在某次深潜实验中蛟龙”号探测到990 深处的海水温度为280 K．某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化．如图4-2-2所示导热良好的气缸内封闭一定质量的气体不计活塞的质量和摩擦气缸所处海平面的温度T＝300 压强p＝封V0＝3 如果将该气缸下潜至990 深处此过程中封闭气体可视为理想气体．求990 深处封闭气体的体积(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强). 【导学号 图4-2-2【解析】　当气缸下潜至990 时设封闭气体的压强为p温度为T体积为V由题意可知p＝根据理想气体状态方程得＝② 代入数据得＝2.8×10－2【答案】　2.8×10－2用微观理论判定压强变化的方法(1)根据条件判定分子的密度是否发生变化．(2)根