2016_2017学年高中物理第八章气体4气体热现象的微观意义课件.ppt

* 4　气体热现象的微观意义 1.初步了解什么是随机事件,什么是统计规律。 2.理解气体分子运动的特点;能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义,知道气体的温度、压强、体积与所对应的微观物理量间的相互联系;能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。 一 二 一、随机性与统计规律 1.必然事件:在一定条件下,若某事件必然出现,这个事件叫作必然事件。 2.不可能事件:在一定条件下,不可能出现的事件叫作不可能事件。 3.随机事件:在一定条件下可能出现,也可能不出现的事件叫作随机事件。 4.统计规律:大量随机事件的整体表现出的规律。 三 四 一 二 二、气体分子运动的特点 1.气体分子运动的“三性” (1)自由性:由于气体分子间的距离比较大,大约是分子直径的10倍左右,分子间的作用力很弱,因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,不受力而做匀速直线运动,因而气体能充满它所达到的整个空间。 (2)无序性:由于分子之间频繁地碰撞,每个分子的速度大小和方向频繁改变,分子的运动杂乱无章,在某一时刻向着任何一个方向运动的分子都有,而且向着各个方向运动的气体分子数目都相等。 (3)规律性:气体分子速率分布呈现出“中间多,两头少”的分布规律。当温度升高时,速率大的分子数增多,速率小的分子数减少,分子的平均速率增大。反之,分子的平均速率减小。 三 四 一 二 三 四 三、气体压强的微观意义 1.产生原因:大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。 2.决定因素: (1)微观上:决定于气体分子的平均动能和分子的密集程度。 (2)宏观上:决定于气体的温度和体积。 一 二 三 四 四、对气体实验定律的微观解释 1.对玻意耳定律的解释 一定质量的某种理想气体,温度保持不变时,分子的平均动能是一定的。在这种情况下,体积减小时,分子的密集程度增大,气体的压强就增大。 2.对查理定律的解释 一定质量的某种理想气体,体积保持不变时,分子的密集程度保持不变。在这种情况下,温度升高时,分子的平均动能增大,气体的压强就增大。 3.对盖—吕萨克定律的解释 一定质量的某种理想气体,温度升高时,分子的平均动能增大;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。 一 二 三 四 一定质量的理想气体仅温度升高或仅体积缩小都会使压强增大,从微观上看,这两种情况有没有区别? 提示:气体的压强等于器壁单位面积受到的压力,一定质量的气体,若仅温度升高,则分子平均动能增大、平均速率增大,不仅每个分子撞击器壁的作用力变大,而且单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数也增多,从而使器壁单位面积受到的压力增大,气体压强变大;若仅减小体积,虽然分子的平均速率不变,每个分子对器壁的撞击力不变,但单位体积内的分子数增加,单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数增加,故压强增大,所以两种情况从微观上看是有区别的。 一、气体分子运动的统计规律 1.统计规律 大量随机事件整体表现出来的规律叫统计规律。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,单独看来,各个分子的运动都是不规则的,具有偶然性,但从总体来看,大量分子的运动服从一定的统计规律。 2.具体表现 (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)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。 温馨提示(1)单个或少量分子的运动是“个体行为”,具有不确定性。大量分子的运动是“集体行为”,具有规律性,即遵守统计规律。 (2)物体的温度升高了,是物体内所有分子热运动的平均速率增大了,不是每一个分子的速率都增大了,有少数分子的速率可能减小。 二、气体压强的产生原因及决定因素 1.产生原因 大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强。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.决定因素 (1)微观因素 ①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)越大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就越多,气体压强就越大。 ②气体分子的平均动能:气体的温度越高,气体分子的平均动能就越大,每个气体分子与器壁碰撞时给器壁的冲力就越大;从另一方面讲,分子的平均速率越大,在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多,累计冲力就越大,气体压强就越大。 (2)宏观因素 ①与温度有关:温度越高,分子的平均动能越大,其他物理量不变时,气体的压强就越大。 ②与体积有关:体积越小,分子的密集程度越大,其他物理量不变时