8.4_气体热现象的微观意义详解

§8.4 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，掌握温度微观定义.3.掌握压强和气体实验定律的微观解释.【课前预习】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。

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、一定质量的气体，体积保持不变时，分子的_________保持不变。

在这种情况下，温度升高时，分子的_________增大，气体的压强就增大。

这就是查理定律的微观解释。

3、一定质量的气体，温度升高时，分子的_________增大。

在这种情况下只有气体的______同时增大，使分子的________减小，才能保持压强不变。

这就是盖·吕萨克定律的微观解释。

【课堂活动】活动一、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。

2011级高二课时学（教）案班级_________姓名_________ 小组：使用时间2013年 ____月___日编号课内探究学案内容学生笔记一、气体温度的微观意义1.氧气分子的速率分布图象特点：“中间多、两头少”温度升高时，速率大的分子数______；速率小的分子数_______。

2.微观意义：温度是______ 的标志。

用公式表示为。

二、气体压强的微观意义1、气体压强的产生原因：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：（1）微观因素：，。

（2）宏观因素：____________________,___________________。

三、对气体实验定律的微观解释1、玻意耳定律一定质量的气体，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、查理定律一定质量的气体，体积不变,-----分子的密集程度______,温度升高时，分子的平均动能______，压强______。

3、盖·吕萨克定律________________________________________________________________________________________________________。

课题8.4气体热现象的微观意义编制人审核人学习目标1.阅读课本，说出什么是“统计规律”，并举出例子。

2.阅读课本并结合分子动理论的知识，归纳出气体分子运动的特点，并概述出气体温度和压强的微观意义。

3.利用分子动理论能够解释气体的实验定律。

自主学习学生纠错（教师点拨）学案内容一、随机性与统计规律看课本第26页的实验，你会得出：1.四枚硬币,每投掷一次,正面朝上的硬币数是________(“确定”或“不确定”)填的，但是投掷很多次后,正面朝上的硬币数存在着一定的_________规律。

气体热现象的微观意义【学习目标】1．知道气体分子的运动特点，知道气体分子的运动遵循统计规律．2．知道气体压强的微观意义．3．知道三个气体实验定律的微观解释．4．了解气体压强公式和推导过程．【要点梳理】要点一、统计规律1．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，带有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律，这种规律叫做统计规律．2．分子的分布密度分子的个数与它们所占空间的体积之比叫做分子的分布密度，通常用n 表示．3．气体分子运动的特点（1）气体分子之间的距离很大，失约是分子直径的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运动，常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率．（4）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k E 成正比，即：k T aE （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．要点诠释：理想气体没有分子势能，所以其内能仅由温度决定，温度越高，内能越大，温度越低，内能越小．要点二、对气体的微观解释1．气体压强的微观意义（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：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．（3）决定因素：一定气体的压强大小，微观上决定于分子的平均动能和单位体积内的分子数；宏观上决定于气体的温度T 和体积V2．对气体实验定律的微观解释（1）一定质量的气体，分子的总数是一定的，在温度保持不变时，分子的平均动能保持不变，气体的体积减小到原来的几分之一，气体的密度就增大到几倍，因此压强就增大到几倍，反之亦然，所以气体压强与体积成反比，这就是玻意耳定律．（2）一定质量的气体，体积保持不变而温度升高时，分子的平均动能增大，因而气体压强增大，温度降低时，情况相反，这就是查理定律所表达的内容．（3）一定质量的气体，温度升高时要保持压强不变，只有增大气体体积，减小分子的分布密度才行，这就是盖一吕萨克定律所表达的内容．要点三、分子的平均动能1．分子的平均动能物体分子动能的平均值叫分子平均动能．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大．物体内部各个分子的运动速率是不相同的，所以分子的动能也不相等．在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是物体内所有分子动能的平均值——分子平均动能．物体的温度是大量分子热运动剧烈程度的特征，分子热运动越剧烈，物体的温度越高，分子平均动能就越大，所以说温度是分子平均动能的标志这是对温度这一概念从物体的冷热程度的简单认识，进一步深化到它的微观含义、本质的含义．2．判断气体分子平均动能变化的方法（1）判断气体的平均动能的变化，关键是判断气体温度的变化，因为温度是气体分子平均动能的标志．（2）理解气体实验定律的微观解释关键在于理解压强的微观意义．要点四、宏观、微观的区别与联系1．宏观、微观的区别与联系从宏观上看，一定质量的气体仅温度升高或仅体积减小都会使压强增大，从微观上看，这两种情况有没有什么区别？分析：因为一定质量的气体的压强是由单位体积内的分子数和气体的温度决定的．气体温度升高，即气体分子运动加剧，分子的平均速率增大，分子撞击器壁的作用力增大，故压强增大．气体体积减小时，虽然分子的平均速率不变，分子对容器的撞击力不变，但单位体积内的分子数增多，单位时间内撞击器壁的分子数增多，故压强增大，所以这两种情况下在微观上是有区别的．2．气体压强的公式现在从分子动理论的观点推导气体压强的公式．设想有一个向右运动的分子与器壁发生碰撞（图8-5-1），碰撞前的速率为v ，碰撞前的动量为mv ，碰撞后向左运动。

高中物理 | 8.4气体热现象的微观意义详解气体分子运动的特点（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,无一定的形状和体积。

（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。

气体压强微观解释1.气体压强是大量分子频繁的碰撞容器壁而产生的.2.影响气体压强的两个因素:(1)气体分子的平均动能,从宏观上看由气体的温度决定.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越大.(2)单位体积内的分子数(分子密度),从宏观上看由气体的体积决定.对确定的一定质量的理想气体而言，分子总数N是一定的，当体积增大时，分子密度减小。

用气体分子动理论解释实验三定律1解释玻意耳定律玻意耳定律(等温变化) p1V1=p2V2一定质量的气体,温度不变——分子的平均动能不变，体积减小,分子的密集程度越大,压强越大。

2对查理定律进行微观解释查理定律(等容变化)一定质量的气体,体积不变——分子的密集程度不变温度升高时,分子的平均动能增加,压强越大3解释盖·吕萨克定律盖-吕萨克定律(等压变化)一定质量的气体,温度升高,分子的平均动能增大,压强有增大的趋势;体积增大,分子的密集程度减少,压强有减小的趋势.当两个相反的趋势相互抵消时,则保持压强不变习题演练1. 对一定质量的理想气体,下列四个论述中正确的是( )A.当分子热运动变剧烈时,压强必增大B.当分子热运动变剧烈时,压强可以不变C.当分子间的平均距离变大时,压强必变小D.当分子间的平均距离变大时,压强必变大2. 关于地面附近的大气压强,甲说:”这个压强就是地面每平方米面积的上方整个大气柱的压力,它等于该气柱的重力”,乙说:”这个压强是由地面附近那些做无规则运动的空气分子对每平方米地面的碰撞造成的”,丙说:”这个压强既与地面上方单位体积内气体分子数有关,又与地面附近的温度有关”你认为( )A.只有甲的说法正确B.只有乙的说法正确C.只有丙的说法正确D.三种说法都有道理。

第八单元第 4 课时气体热现象的微观意义【学习目标】1．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。

2．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。

3．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1．用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节课的重点，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像力。

预习案●请见《非常学案》第19页《课前新知导学》部分！探究案I.学始于疑——我思考，我收获设问：气体分子运动的特点有哪些？设问：气体压强大小反映了气体分子运动的哪些特征呢？学习建议：用3分钟时间认真思考上述问题，并结合预习中自己的疑惑开始下面的探究学习。

II.质疑探究——质疑解疑、合作探究探究点一、关于气体分子运动及统计规律1）气体间的距离较大，，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，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。

（4）大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“”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。

（5）温度是分子热运动平均动能的标志，对确定的气体而言，温度与有关，温度越高，反映气体分子热运动的平均速率越大。

探究点一、关于气体压强微观解释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，单位体积内的分子数n与体积成反比，即体积越大时，n越小。

第八章气体第4节气体热现象的微观意义一、气体分子运动的特点1．从微观角度看，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从一定的___________。

2．分子做无规则运动，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_____________的分布规律。

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：学-科网（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______________。

（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．温度是分子________的标志。

二、气体压强的微观意义1．产生原因：气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁频繁持续的碰撞产生的。

压强就是大量气体分子作用在器壁_______________的平均作用力。

2．气体压强的决定因素：从微观角度来看，一个是分子的____________，一个是分子的___________。

三、对气体实验定律的微观解释1．玻意耳定律：一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能__________，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强就_________。

2．查理定律：一定质量的气体，体积保持不变时，分子密集程度___________，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就____________。

3．盖—吕萨克定律：一定质量的气体，温度升高时，分子平均动能__________，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度___________，才能保持压强____________。

大量分子统计规律“中间多，两头少” 任何一个方向几乎相等增加减少增大平均动能单位面积上平均动能密集程度不变增大保持不变增大增大减小不变一、对气体分子运动特点的理解1．由于气体是由数量极多的分子组成的，各个分子的运动都是不规则的，但从总体来看，大量分子的运动服从一定的统计规律。

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。