8.4气体热现象的微观解释导学案
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选修3-3 §8.4 气体热现象的微观意义编写人: 审核人: 日期:2019-04-8【教学目标】1.气体分子的运动特点:(1)分子间的距离较大,除碰撞外不受力的作用而做匀速直线运动;(2)分子间的碰撞十分频繁,分子运动杂乱无章,无规则。
2.气体分子的速率都呈“中间多,两头少”的分布。
3.温度越高,气体分子热运动越激烈。
4.从微观角度来看:气体压强是大量气体分子对容器的碰撞而产生的,其大小跟两个因素有关:一个是气体分子的平均动能,二是分子的密集程度。
【教学流程】一、自主学习:一、随机性与统计规律、气体分子运动的特点1.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 整体表现出来的规律。
2.气体分子运动的特点二、气体温度和气体压强的微观意义1.气体温度的微观意义(1)温度越高,分子的热运动越剧烈。
(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:T =a E k(式中a 是比例常数),因此可以说,温度是分子平均动能的标志。
2.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微观因素:一个是气体分子的,一个是分子的。
三、对气体实验定律的微观解释二、自主思考——判一判(1)气体能够充满它能到达的空间是由于气体分子间的作用力很弱,可以忽略不计。
( )(2)“温度越高,分子的热运动越激烈”是指温度升高时,所有分子运动的速率都增大。
( )(3)气体压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。
( )(4)气体的压强是由气体受到的重力产生的。
( )(5)气体的压强是由气体分子间的相互作用(引力和斥力)产生的。
( )(6)气体的分子总数越多,压强越大。
( )三、典例剖析[多选]关于气体分子的运动情况,下列说法中正确的是()A.某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的B.某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的C.某一时刻向任意一个方向运动的分子数目相等D.某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化四、变式训练[多选]一定质量气体,在体积不变的情况下,温度升高,压强增大的原因是()A.温度升高后,气体分子的平均速率变大B.温度升高后,气体分子的平均动能变大C.温度升高后,分子撞击器壁的平均作用力增大D.温度升高后,单位体积内的分子数增多,撞击到单位面积器壁上的分子数增多了五、随堂练习下列说法正确的是()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六、跟踪训练密闭容器中气体的压强是()A.由于气体的重力产生的B.由于分子间的相互作用力产生的C.大量气体分子频繁碰撞器壁产生的D.在失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁没有压强。
4 气体热现象的微观意义子动理论解释三个气体实验定律。
如图所示是一条古老的阶梯,它记录着千千万万人次的脚印.虽然脚踏在台阶任何地方的机会是均等的,但如果你仔细观察就会发现,人们在这条阶梯上走上走下时,脚踏在中间的多,踏在两边的少,因此,每一个台阶的中间都要比两边磨损得多,呈现出“中间多,两头少"的分布规律。
已知气体分子运动速率较大,到达任一位置的机会也是均等的,那么,气体分子的运动又有怎样的规律呢?提示:气体分子运动总体上的分布规律与上述现象非常相似.一、随机性与统计规律1.必然事件:在一定条件下,若某事件____出现,这个事件叫做必然事件。
2.不可能事件:在一定条件下,__________的事件叫做不可能事件。
3.随机事件:在一定条件下____出现,也____不出现的事件叫做随机事件。
4.统计规律:大量随机事件的____表现出的规律。
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____左右,分子间的作用力很____,因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,不受力而做________运动,因而气体能充满它所达到的整个____。
(2)无序性:由于分子之间频繁地____,每个分子的速度大小和方向频繁改变,分子的运动________,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____.(3)规律性:气体分子速率分布呈现出“____________”的分布规律。
当温度升高时,速率大的分子数____,速率小的分子数____,分子的平均速率____。
反之,分子的平均速率____。
2.温度的微观意义(1)温度越高,分子____运动越激烈。
(2)温度是分子________的标志.理想气体的热力学温度T与分子的平均动能E k成____比,即T=______,式中α是比例常数。
三、气体压强的微观意义1.产生原因:大量气体分子频繁地________而产生的。
8.4 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】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】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】一、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】例1.(20XX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.(20XX 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(1)等温变化过程——玻意耳定律① 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。
8.4 气体热现象的微观意义[学习目标定位]1.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。
2。
能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义;知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。
3。
能用气体分子动理论解释三个气体实验定律.1.分子动理论:物体是由大量分子组成的,分子永不停息地做无规则运动,分子间存在着相互作用的引力和斥力.2.气体三大实验定律:玻意耳定律、查理定律、盖—吕萨克定律.一、统计规律在一定条件下可能出现,也可能不出现的事件叫随机事件;大量随机事件整体表现出的规律叫统计规律.二、气体分子运动的三性1.理想性:气体分子间的距离比较大,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匀速直线运动,因而气体会充满它能达到的整个空间.2.现实性:分子之间频繁地碰撞,每个分子的速度大小和方向频繁地改变,分子的运动杂乱无章.3.规律性(1)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,而且向各个方向运动的气体分子数目都相等.(2)气体分子的速率各不相同,但遵守速率分布规律,即出现“中间多、两头少”的分布规律.三、气体分子的热运动与温度的关系1.温度越高,分子的热运动越激烈.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T=a错误!k(式中a是比例常数),因此可以说,温度是分子平均动能的标志.四、影响气体压强的两个因素1.气体分子的平均动能.2.分子的密集程度。
一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义[问题设计]1.把4枚硬币投掷10次并记录正面朝上的个数.比较个人、小组、大组、全班的数据,你能发现什么规律吗?答案随着投掷次数增多,2枚硬币正面朝上的次数比例最多,占总数的错误!;1枚和3枚正面朝上的次数各占总数的错误!,全朝上或全朝下次数最少,各占总数的错误!.说明大量随机事件的整体会表现出一定的规律性.2.气体分子间的作用力很小,若没有分子力作用,气体分子将处于怎样的自由状态?答案无碰撞时气体分子将做直线运动,但由于分子之间的频繁碰撞,使得气体分子的速度大小和方向频繁改变,运动变得杂乱无章.3.温度不变时,每个分子的速率都相同吗?答案分子在做无规则运动,造成其速率有大有小.[要点提炼]1.气体分子运动的特点(1)气体分子之间的距离很大,大约是分子直径的10倍,因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,气体分子不受力的作用,在空间自由移动.(2)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,而且向各个方向运动的气体分子数目都相等.(3)每个气体分子都在做永不停息的无规则运动.(4)大量气体分子的速率分布呈“中间多、两头少”的规律.2.气体温度的微观意义(1)温度越高,分子的热运动越激烈.当温度升高时,“中间多”的这一“高峰”向速率大的方向移动,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,分子的热运动更剧烈.(2)温度是分子平均动能的标志.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T=a错误!k.二、气体压强的微观意义[问题设计]图1如图1所示,把一颗豆粒拿到台秤上方约10 cm的位置,放手后使它落在秤盘上,观察秤的指针的摆动情况.再从相同高度把100粒或更多的豆粒连续地倒在秤盘上,观察指针的摆动情况.使这些豆粒从更高的位置落在秤盘上,观察指针的摆动情况.用豆粒做气体分子的模型,试说明气体压强产生的机理.答案说明气体压强的产生跟两个因素有关:一个是分子的平均动能,一个是分子的密集程度.[要点提炼]1.气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的压力.2.产生原因:是由于大量气体分子无规则运动碰撞器壁,形成对器壁各处均匀的持续的压力而产生的.3.决定因素:气体压强的大小,微观上决定于分子的平均动能和分子的密集程度,宏观上决定于气体的温度T和体积V.三、对气体实验定律的微观解释[问题设计]如何从微观角度来解释气体实验三定律呢?答案从决定气体压强的微观因素上来解释,即气体分子的平均动能和气体分子的密集程度.[要点提炼]1.玻意耳定律的微观解释一定质量的某种理想气体,温度不变,分子的平均动能不变.体积减小,分子的密集程度增大(填“增大”或“减小"),单位时间内撞击单位面积器壁的分子数就增多,气体的压强就增大(填“增大”或“减小”).2.查理定律的微观解释一定质量的某种理想气体,体积不变,则分子的密集程度不变,温度升高,分子的平均动能增大(填“增大”或“减小"),分子撞击器壁的作用力变大,所以气体的压强增大(填“增大"或“减小”).3.盖-吕萨克定律一定质量的某种理想气体,温度升高,分子的平均动能增大(填“增大"或“减小"),分子撞击器壁的作用力变大,而要使压强不变,则需使影响压强的另一个因素分子的密集程度减小,所以气体的体积增大(填“增大”或“减小”).一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义例1在一定温度下,某种理想气体的分子速率分布应该是( )A.每个气体分子速率都相等B.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C.每个气体分子速率一般都不相等,但在不同速率范围内,分子数目的分布是均匀的D.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解析气体分子做无规则运动,速率大小各不相同,但分子的速率遵循一定的分布规律.气体的大多数分子速率在某个数值附近,离这个数值越近,分子数目越多,离这个数值越远,分子数目越少,总体表现出“中间多、两头少"的分布规律.答案B二、气体压强的微观意义和对气体实验定律的微观解释例2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B.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D.气体分子的平均动能增大,气体的压强有可能减小解析气体的压强在微观上与两个因素有关:一是气体分子的平均动能,二是气体分子的密集程度,密集程度或平均动能增大,都只强调问题的一方面,也就是说,平均动能增大的同时,分子的密集程度可能减小,使得压强可能减小;同理,当分子的密集程度增大时,分子的平均动能也可能减小,气体的压强变化不能确定,故正确答案为D。
《8.4气体热现象的微观意义》导学案一、引入新课1.随机性与统计规律必然事件:在一定条件下,若某事件必然出现,这个事件叫做必然事件。
若我们生命的新陈代谢。
不可能事件:若某事件不可能出现,这个事件叫做不可能事件。
若永动机。
随机事件:若在一定条件下某事件可能出现,也可能不出现,这个事件叫做随机事件。
那么,随机事件的出现有一定的规律吗?我们通过一个小实验来探寻一下随机事件的出现规律。
实验:1.每人都把4枚硬币握在手中,在桌面上随意投掷10次,记录每次投掷后数字朝上的硬币个数,统计10次投掷中有0,1,2,3,4枚硬币数字朝上的次数各是多少,把结果填在下面表格的第1行。
2.每一小组中个人统计的数字累计起来,填在表格的第2行。
3.每个大组中各小组统计的数字累计起来,填在表格的第3行。
4.各大组的数字累计起来,得到全班的统计数字,填在表格的第4行。
1、个别事件的出现具有随机性2、大量随机事件整体上,会表现出一定的规律性,这种规律就是统计规律。
(二)进行新课分子的运动是无规则的,每个分子的运动都具有不确定性,而物体的热现象是宏观大量分子的集体行为。
是否也像投掷硬币那样,有一定的规律?一.气体分子运动的特点(1)气体能够充满它所能达到的空间,既没有一定体积,又没有一定形状。
为了了解气体分子热运动的基本特征,我们先看看气体分子热运动的动画模拟:从模拟动画我们能否总结气体分子运动的特点?“小”、“多”、“快”、“乱”气体分子运动的特点:(1)分子间的碰撞频繁(2)分子沿各个方向运动的机会均等(3)分子速率按一定规律分布:大量气体分子的速率是按一定规律分布,呈“中间多,两头少”的分布规律。
二、气体温度的微观意义1.分子速率分布图象特点:(1)“中间______、两头________”(2)温度升高时,速率大的分子数_______,速率小的分子数_______。
2.微观意义:T=αE K α为比例常数温度是分子平均动能的标志三、气体压强的微观意义1.气体压强的产生原因(微观解释):——大量分子频繁地碰撞器壁,使其受到持续作用力,而产生压强。
第4节气体热现象的微观意义【学习目标】1、知道气体分子运动的特点。
2、知道气体压强和实验定律的微观解释。
【预习导学】(课前15分钟)1、从微观角度看物体的热现象是由所决定的。
尽管运动有不确定性,但大量分子的运动情况会遵从。
(填课本掷硬币实验结果表格)2、分子的运动杂乱无章,在某一时刻,向着,而且向各个方向运动的分子数目。
3、气体分子速率分布表现出“”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。
表明是分子平均动能的标志。
4、微观角度,气体的压强是。
影响气体压强的两个因素、。
5、波意耳定律、查理定律、盖--吕萨克定律的微观解释?【新课足迹】交流预习导学的答案,点拨重难点内容。
(20分钟)1. P26-p27讨论回答:什么是统计规律?举出生活中的统计应用的实例。
总结统计规律适合解决那类问题?2. p27讨论回答:为什么气体的体积等于容器的容积?气体分子运动的特点是什么,又符合怎样的规律?怎样理解分子运动杂乱无章却向各个方向运动的数目相等!3. p27-p28讨论回答:大量气体运动速率的统计规律是什么?为什么温度是分子平均动能的标志?例1、下列说法正确的是()A. 气体体积就是每个气体分子体积之和B. 气体压强的大小,只取决于分子平均速率C. 温度升高,大量气体分子中速率小的分子数减少,速率大的分子数增多,分子平均速率增大D. 一定质量的气体,温度一定,体积减小,分子密度增大4.p28讨论回答:微观角度,气体的压强是怎样产生的?微观角度,影响气体的压强的因素有哪些?宏观呢?例2、下列有关气体的压强的说法中,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。
B、气体分子的密度增大,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。
D、气体分子的平均动能增大,气体的压强可能减小。
5.p28-p29讨论用自己的语言从微观解释三个实验定律【课堂巩固】(10分钟)1、有下列几种说法,其中正确的是A. 气体的压强由大量气体分子对器壁的频繁碰撞而产生B.温度越高,气体分子平均速率越大C.一定质量的气体,体积不变时,分子平均速率越大,气体压强也越大2、由气体分子速率分布的规律,可知气体温度高时也有速率______的分子,温度低时也有速率______的分子。
高中气体热现象的微观意义学案教案Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】气体热现象的微观意义[学习目标]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。
[自主学习]一、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]1、有关气体的压强,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B、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D、气体分子的平均动能增大,气体的压强有可能减小2、以查理定律为例,用分子动理论从微观的角度作出解释[当堂达标]1、下列哪些量是由大量分子热运动的整体表现所决定的()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()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、从气体压强的微观意义,解释在图中,竖直放置两端封闭的玻璃管升温时液柱的移动方向。
8. 4、气体实验定律的微观解释教学目标.在物理知识方面的要求:(1)能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义,并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。
(2)能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。
.通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象,培养学生的微观想像能力和逻辑推理能力,并渗透“统计物理”的思维方法。
.通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析,对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。
重点、难点分析.用气体分子动理论来解释气体实验定律是重点,它是本节课的核心内容。
.气体压强的微观意义是本节课的难点,因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想像力。
教学过程引入新课先设问:气体分子运动的特点有哪些?答案:特点是:(1)气体间的距离较大,分子间的相互作用力十分微弱,可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用,每个分子都可以在空间自由移动,一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。
2)分子间的碰撞频繁,这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞。
气体通过这种碰撞可传递能量,其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的,这就是杂乱无章的气体分子热运动。
3)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。
4)大量气体分子的速率是按一定规律分布,呈“中间多,两头少”的分布规律,且这个分布状态与温度有关,温度升高时,平均速率会增大。
今天我们就是要从气体分子运动的这些特点和规律来解释气体实验定律。
教学过程一.关于气体压强微观解释的教学首先通过设问和讨论建立反映气体宏观物理状态的温度(T)、体积(V)与反映气体分子运动的微观状态物理量间的联系:温度是分子热运动平均动能的标志,对确定的气体而言,温度与分子运动的平均速率有关,温度越高,反映气体分子热运动的平均速率体积影响到分子密度(即单位体积内的分子数),对确定的一定质量的理想气体而言,分子总数N是一定的,当体积为V时,单位体积内n越小。
8.4 气体热现象的微观意义物理观念1.了解随机性事件和统计规律。
2.了解气体分子运动的特点。
3.理解气体状态参量的微观意义。
4.了解热力学第二定律的微观解释。
科学思维1.知道宏观现象与微观原理的逻辑关系。
2.学会通过现象总结规律的科学方法。
实验探究伽尔顿版实验,气体压强原理的模拟实验。
科学态度与责任培养分析、归纳、综合能力课题引入前面我们学习了热运动的宏观表现,有扩散现象,布朗运动等等; 那么,今天我们就从微观角度来解释这些个宏观现象。
扩展与提高1.课本阅读材料“统计规律”,做伽耳顿板实验,说明在自然现象和社会现象中统计规律的意义。
2.课本阅读材料“气体压强的公式”,用统计规律、动量定理等导出压强公式E n mv n p 0203231==。
用压强公式定量解释气体实验定律,如玻意耳定律是T 一定即E 一定,V N n =0,即p ∝V N T ,也就是p ∝V1. 3.对气体做功为什么气体温度升高的解释可用活塞压缩气体说明,当活塞向下运动时,气体分子撞击活塞的速度为v 而弹回的速度v ′> v ,分子运动速度增大,无规则运动更剧烈,所以温度升高。
重点难点分析1.用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节的重点,它是本节课的核心内容。
2.气体压强的微观意义是本节课的难点,因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想象力。
教学设计一、随机性与统计规律╔展示道尔顿板图片:1)钉子——落点不确定;2)平抛——水平初速度——落点的可能区域。
╔视频:单个球下落——个别事件1)落点?2)落到某个槽?——随机事件。
结论:1.个别事件的出现有其随机性。
╔两次释放大量的球,展示照片,偶然性?结论:2.大量随机事件表现出一定的统计规律。
╔展示麦克斯韦正态分布图像:结论:3.麦克斯韦正态分布规律:中间多,两头少。
╔简述其正态分布规律的重大意义。
╔社会生活中统计规律的应用随处可见:1)在保险公司投保“人身意外伤害险”,要按不同的职业交纳不同的保险费。
8.4 气体热现象的微观意义导学案编号:主备:审核:包科领导:班级:组别:姓名:【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】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】一、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】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(1)等温变化过程——玻意耳定律① 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。
② 表达式:2211V p V p =或C V P V P V P n n ====......2211 ③ 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T 1,第地次做等温变化时温度是T 2,从图上可以看出体积相等时,温度高的对应对压强大的,故T 2>T 1。
P-V 1坐标轴,不同温度下的等温线是过原点的斜率不同的直线。
(如图2)④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ΔE=0。
气体对外做功时,据热力学第一定律可知,ΔE=0,W<0,Q>0,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。
⑤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n 1,单位时间内碰撞单位面积上的分子总数也减小为原来的n1,当压强减小时,结果相反。
所以,对于一定质量的气体,温度不变时,压强和体积成反比。
⑥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)气体的等容变化——查理定律① 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2731。
B :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。
② 表达式:A :27300P t P P t =- 或 )2731(0t P P t += P 0-0℃时一定质量的压强(不是大气压),P t -t ℃时一定质量的压强(不是大气压)B :2121T T P P = ③ 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)2731(0t P P t +=可知一定质量气体在体积不变情况下,P-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。
⑤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)等压变化过程——盖·吕萨克定律① 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2731。
B :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。
② 表达式:A :)2731(0t V V t += B :2121T T V V = ③ 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,P 2对应体积大于P 1对应体积,所以P 2<P 1④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。
⑤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】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]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=a E K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。