新高中物理第八章气体4气体热现象的微观意义互动课堂学案新人教版选修3_3

4 气体热现象的微观意义相互联系；能用气体分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。

4 气体热现象的微观意义课堂互动三点剖析1.气体分子运动的统计规律和气体压强的微观解释(1)气体分子运动的统计规律：相同条件下大量偶然事件，整体表现出来的必然规律，就是统计规律.分子向各个方向无规则运动的速度有大有小，但分子的速度散布却有规律：中等速度分子数多，速度专门大或很小的分子数少，而且，温度越高，分子的平均速度越大.因此，温E气体分子间的距离较大气体分子间的彼此作使劲十度是分子平均动能的标志，记作T=αK分微弱，理想气体的分子间作使劲为零，无分子势能，因此理想气体的内能由气体分子数和温度一路决定.(2)气体压强的微观解释，从微观角度看，气体的压强是由大量气体分子频繁地撞击器壁而产生的，作用于单位面积上的平均作使劲就是气体的压强.压强的大小从微观角度看是由分子撞击力的大小和分子数的多少一路决定.在宏观上表现为气体的温度和体积(密度)的转变影响气体的压强.2.气体实验三定律的微观解释.对必然质量的气体.等温变比：温度不变分子的平均动能不变，若体积增大，则分子的密度减小，与单位面积撞击的分子数减少，故压强减小.等压转变：当温度升高时，气体分子的平均动能增大，压强有增大的趋势，体积膨胀，而气体分子密度减小，压强有减小的趋势.二者效果抵消，气体压强维持不变.等容转变：气体的体积不变，则气体分子的密度维持不变，当温度升高时，气体分子的平均动能增大.因此单位面积上的压力会变大，气体的压强将增大.各个击破【例1】下列说法中正确的是( )A.气体的体积就是每一个分子的体积之和B.气体的压壮大小，只取决于分子的平均速度C.温度升高，大量气体分子中速度小的分子数减少，速度大的分子数增多，分子的平均速度增大D.必然质量的气体，温度必然，体积减小，分子的密度增大解析：分子间的间隙专门大，气体的体积远大于每一个分子的体积之和，气体的压壮大小由分子的平均动能和分子的密集程度一路决定，故选项A、B均错误.气体分子的速度散布遵从统计规律，大多数分子的速度集中在某个速度区间.当温度升高时，那个区间向速度变大的一方移动，故C选项正确.必然质量的气体，分子总数必然，当体积减小时，分子密度就要增大，故D选项正确.答案：CD类题演练对于必然质量的气体，下列说法中正确的是( )A.当分子热运动变得猛烈时，压强必然增大B.当分子热运动变得猛烈时，压强能够变C.当分子间的平均距离变大时，压强必减小D.当分子间的平均距离变大时，压强必变大解析：必然质量的理想气体的压强是由温度和体积一路决定的，也能够说是由分子热运动的猛烈程度和分子间的平均距离决定的.当热运动变得猛烈，还要看分子间距是不是转变，因此，压强可能不变.当分子间距离转变时，还要看热运动是不是也转变，因此压强是不是转变不肯定.答案：B【例2】如图8-4-2，实线是表示必然质量的理想气体的状态转变进程的p-T图像，转变进程如图中箭头所示，则下列说法中，正确的是( )图8-4-2进程中气体的内能增加，密度不变进程中气体内能增大进程中分子的平均动能不变进程中，气体内能增加，密度不变解析：转变进程中的内能与宏观的温度对应，密度与气体的体积对应.从题中能够读出每一个转变进程，都对应一个不变的量，又能够读出其中一个的转变趋势.由此，可得正确答案A、B、C.答案：ABC。

第四节气体热现象的微观意义名师导航知识梳理1.从微观角度看，物体的热现象是由________分子的________运动所决定的，大量分子运动的情况遵从一定的________规律.E成________，即T=________.因此也可以2.理想气体的热力学温度T与分子的平均动能k说温度是分子________的标志.3.从微观角度看，气体对容器的压强是大量分子对容器的________引起的.4.尽管大量分子做无规则运动，速度有大有小，但分子的速率却按一定的________分布. 疑难突破1.气体分子速度分布规律虽然个别分子热运动是完全无规则的，但大量分子的速度分布却遵守确定的统计规律.(1)条件：气体处于平衡态.(2)方向：分子速度沿各个方向概率均等.(3)速率：遵守统计分布.具体说，分子速率处于某一个数值范围的相对概率是确定的.如果总分子数一定，则分子速率处于某个范围内的分子数是确定的.因此，分子平均速率也是确定的.(4)分子速率分布取决于两个因素——温度与分子质量.①当温度升高时，分子速度增大的概率增大，分子平均速率增大；当温度降低时，分子平均速率减小.②分子质量较大，则分子平均速率较小；分子质量较小，则分子平均速率较大.2.气体压强的微观解释(1)产生原因：来源于气体分子对容器壁碰撞的冲力.(2)平均效应：个别分子碰撞器壁的冲力是不连续的，但大量分子碰撞冲力的平均效应是连续的、稳定的.(3)决定因素：①温度.温度高，分子平均动能大，单个分子碰撞器壁的平均冲力增大，压强增高.②分子数密度,即单位体积分子数.分子数密度大，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数多，压强也大.对于一定质量的气体，总分子数一定，分子数密度与体积成反比.因此，宏观而言，影响气体压强的因素为温度与体积.3.对气体热现象的微观解释气体产生的压强有两个决定因素，即分子平均动能和分子密集程度.①在等温变化过程中，分子平均动能E k不变.当体积增大时，分子数密度减小，压强减小，反之压强增大.这样可以解释玻意耳定律.②在体积不变情况下，由于分子数密度不变，当T升高时，分子平均动能Ek变大,压强增大，反之压强减小，这就对是查理定律的解释.③为了保持压强不变，只有保持分子数密度和温度同时增大或减小，这样就可以解释盖·吕萨克定律了.问题探究问题：通过实验探究气体分子的运动特点.探究：器材：分子速率发射器、速率选择仪、接收屏.实验步骤：(1)按图8-4-2实验示意图安装仪器：图8-4-2(2)调整速率选择器选择速率的范围.探究结论：气体分子的运动特点遵守如下统计规律：(1)气体分子向各个方向运动的机会相同.(2)分子速率按“中间多，两头少”的规律分布，即大多数分子运动速率都在某一数值附近，离开这个数量越远，分子数越小.速率分布曲线如图8-4-1所示.(3)在一定温度下，某种气体的分子速率分布是确定的，分子有一定的平均速率.温度越高，分子的平均速率越大.典题精讲【例1】两个完全相同的圆柱形密闭容器，如图8-4-3所示，甲中装有与容器等容积的水，乙中充满空气.试问：图8-4-3(1)两容器各侧壁压强的大小及压强大小决定于哪些因素？(2)若两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受压强将怎样变化？思路解析：(1)对于甲装置，水对上壁压强为零，对容器底压强最大，侧壁压强自上而下由小变大:对于乙容器各处器壁上的压强均相等.其大小决定于气体分子的温度和气体分子的 密度.(2)甲容器做自由落体运动，器壁各处的压强均为零，乙容器做自由落体运动，器壁各处的压强不发生变化.【例2】一房间内，上午10时的温度为15 ℃，下午2时的温度为25 ℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的( )A.空气密度增大B.空气分子的平均动能增大C.空气分子的速率都增大D.空气质量增大思路解析：温度升高，气体分子的平均动能增大，平均每个分子对器壁的冲量将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减小，所以有ρ空减小，m空=ρ空·V随之减小. 答案：B【例3】对于一定质量的理想气体，下列四个叙述中正确的是( )A.当分子热运动变剧烈时，压强必变大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，压强必变大思路解析：根据气体压强产生的原因可知：一定质量的理想气体的压强，由气体分子的平均动能和气体分子的密集程度共同决定.分子平均动能越大，单位时间内分子撞击器壁的次数越多，气体压强越大.A、C、D三个选项均只给定了其中一个因素，而另一个因素不确定，不能判断压强是变大还是变小，所以只有B正确.答案：B知识导学学习本节前同学们应该复习数学中概率统计的知识，以帮大家理解分子运动速率分布规律的存在形式.本节课，同学们应密切联系生活实际，学会观察、分析.通过实验和体验来认识气体分子速率分布规律、气体压强和气体热现象的微观意义.疑难导析1.要研究分子速度的分布规律，就要运用数学手段对统计结果进行分析，作出其分布的规律图线，这样就可以掌握分子速度的分布规律了，其分布规律如图8-4-1所示：图8-4-12.要理解气体压强的微观解释，可以联系这样的实际：下雨天，大量的雨点撞击，让人感到有持续的作用力作用在伞上.我们也可以把分子比作雨点，大量分子的撞击也可以产生持续的作用力，从而产生了压强.3.对气体压强的决定因素我们可以通过以下一个简单实验来验证，在弹簧秤下挂一大盘，在不同的高度用不同的密度向盘内倒豆子，发现高度相同密度越大，弹簧秤读数越大，在密度相同的情况下，高度越高读数越大.说明影响弹簧秤读数的因素有两个：豆子的密度和豆子的下落高度(豆子的动能).问题导思1.速率选择器的工作原理：速率选择器工作时其两个圆盘是和轴一起以一定的角速度ω转动的.当气体分子以一定的速度打到第一个盘上通过狭缝继续向前传播，当到达第二个圆盘时，其盘上的狭缝已经转过了一定的角度，故只有满足一定速率的分子才能通过第二道狭缝打到接收屏上，由于两个盘之间的距离一定，故只要调解ω的大小，就可以起到速率选择的 目的.2.关于统计规律，有这样一个古老而且有趣的实验可以帮助我们来理解：把一枚硬币抛起观察其落地后哪面朝上，当抛的次数相当多时，会发现这样的规律：正面朝上和背面朝上的次数几乎一样多.由此我们可以看出统计规律是存在的.[]典题导考绿色通道：解此类题的关键在于气体压强大小的决定因素.即单位体积内的分子数多少，因为气体压强产生的根本原因就是大量分子对容器壁的撞击.而液体对容器壁的压强是由重力引起的.【典题变式1】两个完全相同的圆柱形密闭容器，如图8-4-4所示，甲内有2g H2气体，乙内有2g O2气体，试判断两个容器壁所受压强的大小.图8-4-4E，根据气体温度的变化情况，就可以直接反映出绿色通道：解决此类题关键是运用T=a k气体分子的平均动能大小.反之也亦然.【典题变式2】一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，将气体的温度由-13 ℃升高到50 ℃，则保持不变的是( )A.压强B.分子的平均速率C.分子的平均动能D.气体的密度绿色通道：解决此类题要从影响理想气体压强的两个因素：分子平均动能E k和气体分子密度入手进行解答.【典题变式3】将一根质量可忽略的一端封闭的塑料管子插入液体中，在力F的作用下保持平衡，在如图8-4-5所示的H值大小将与下列哪个量无关( )图8-4-5A.管子的半径B.大气压强C.液体的密度D.力F典题变式答案【典题变式1】答案:p甲>p乙【典题变式2】答案:D【典题变式3】答案:A。

4 气体热现象的微观意义互动课堂疏导引导1.气体分子速率分布规律虽然个别分子热运动是完全无规则的，但大量分子的速率分布却遵守确定的统计规律. （1）条件：气体处于平衡态.（2）方向：分子速度沿各个方向概率均等.（3）速率：遵守统计分布.具体地说，分子速率处于某一个数值范围的相对概率是确定的.如果分子总数一定，则分子速率处于某个范围内的分子数是确定的.因此，分子平均速率也是确定的.2.气体分子运动的特点（1）由于气体分子间的距离较大（约为分子直径的10倍），故气体分子要看做质点. （2）气体分子间的碰撞十分频繁.（3）气体分子运动的统计规律：任一时刻，气体分子沿各方向运动的机会均等，即沿各个方向运动的分子数目相同；大量分子的无规则运动，其速率按一定规律分布，即“中间多、两头少”的分布规律（“中间多”是指处于中间速率的分子数多；“两头少”是指速率很大的和速率很小的分子数少）.3.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，气体的分子数密度就增大到几倍，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，才能保持压强不变，这就是盖·吕萨克定律所表达的内容.活学巧用1.在一房间内，上午10时的温度为15℃,下午2时的温度为25℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的（）A.空气密度增大B.空气分子的平均动能增大C.空气分子的速率都增大D.空气质量增大解析:温度升高，气体分子的平均动能增大，平均每个分子对器壁的冲击力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减少，所以有ρ空减小，m空=ρ空·V,所以m空减小.答案:B2.为什么气体既没有一定的体积，也没有一定的形状？解析:因为气体分子间的距离较大，大约是分子直径的10倍，所以可以把分子看做是没有大小的质点，并可以认为分子间的相互作用十分微弱，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞之外，不受力的作用，可在空间内自由移动，因而能充满它所能达到的空间.所以气体既没有一定的体积，也没有一定的形状.3.一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，将气体的温度由-13℃升高到50℃，则保持不变的是（）A.压强B.分子的平均速率C.分子的平均动能D.气体的密度解析:温度升高分子平均动能增大，平均速率也增大，压强升高，但由于气体的总质量和总体积不变，故气体的密度不变.答案:D。

4 气体热现象的微观意义教学建议在教学过程中,教师可以先让学生课前完成“抛硬币实验”,然后进行全班交流与评价,让学生充分发表自己的看法,从而使学生亲身体会统计规律的意义。

教学时,还应要求学生从实际生活与社会现象中列举大量具有统计规律的生活实验与社会现象,进一步加深对统计规律的理解。

通过对演示实验与例子的分析,有利于帮助学生理解气体分子运动的特点。

“大量雨点撞击雨伞,使雨伞受到持续的作用”这一生活经验和向电子秤上倒小钢球的实验,形象地演示了气体压强产生的原因。

对小钢球实验可做以下改进:用小钢球做实验操作比较困难,而且大量钢球比较难找。

可以改用豌豆做此实验,效果是相同的。

对气体压强的微观解释要注意:气体压强是由大量分子与器壁的频繁碰撞所产生的,它的大小与分子的平均动量的大小有关,与单位时间在单位面积上碰撞的个数有关。

当密度不变时,温度升高,不仅碰撞的平均动量增加了,而且由于速率的增加,器壁在单位时间单位面积上受到分子碰撞的次数也增加了。

参考资料大气压强的实质大气压强的实质是大量做无规则运动的空气分子之间或与物体之间不断碰撞而产生的。

由于空气分子向各个方向碰撞的几率相等,所以就大气中的某一点而言,向着各个方向的大气压强也都相等。

根据分子动理论,我们可得出该点的压强与单位体积内的气体分子数分子的平均动能有关。

由于气体分子的平均动能与气体的绝对温度成正比,因此当温度不变时,气体的压强只与单位体积内的分子数成正比。

至于说大气压强随高度的变化,那主要是由于重力的影响使大气中空气分子的分布上疏下密所造成的,如果温度不变,大气压强将随高度的增加而按指数规律递减。

有人会问,既然大气压强的实质是因大量空气分子相互碰撞而产生的,那么大气压强的值与大气的重力有何关系呢?也就是说,我们从空气具有重力出发所得到的大气压强值,与从大量空气分子相互碰撞而得出的大气压强值是否相等呢?我们设想在大气中分割出一个竖直的空气柱,然后我们来看大气中其他空气分子对这个空气柱的作用。

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一、完成以下各题：1．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。

2．如图8.4—1所示，用导热的固定隔板把一容器隔成体积相等的甲、乙两部分。

甲、乙中分别有质量相等的氮气和氧气。

在达到平衡时，它们的温度相等。

若分子势能可忽略，则甲、乙中 （ ）A ．气体的压强相等 B.气体的内能相等C. 气体分子的平均动能相等.D.气体分子的平均速率相等.3.x y 两容器中装有相同质量的氦气,已知x 容器中氦气的温度高于y 中氦气的温度,但压强却低于y 中氦气的压强.由此可知 ( )A . x 中氦气分子的平均动能一定大于y 中氦气分子的平均动能.B. x 中每个氦分子的动能一定大于y 中的每个氦分子的动能.C. x 中动能大的氦气分子数一定大于y 中动能大的氦气分子数.D. x 中氦分子的热运动一定比y 中氦分子的热运动剧烈.4.对一定量的理想气体,用p 、 V 、 T 分别表示气压强 体积和温度,则有 ( )A 、若T 不变,p 增大,则分子热运动的平均动能增大.B 、若p 不变,V 增大,则分子热运动的平均动能减小.C 、若p 不变,T 增大,则单位体积中的分子数减少. 图8.4—1D、若V不变,p减小,则单位体积中的分子数减少.5、对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是（）A、分子热运动变剧烈时，压强必变大B、分子热运动变剧烈时，压强可以不变C、分子间的平均距离变大时，压强必变小D、分子间的平均距离变大时，压强必变大6、一定质量的理想气体，下列说法正确的是A. 压强增大，体积增大，分子的平均动能一定增大B. 压强减小，体积减小，分子的平均动能一定增大C. 压强减小，体积增大，分子的平均动能一定增大D. 压强增大，体积减小，分子的平均动能一定增大7、一定质量的理想气体，当体积保持不变时，其压强随温度升高而增大，用分子运动论来解释，当气体的温度升高时，其分子的热运动加剧，因此(1) (2) ，从而导致气体的压强增大。

高三物理选修3-3第八章气体第四节气体热现象的微观意义导学案【教学目标】1．初步了解什么是“统计规律”。

2．理解气体分子运动的特点：分子沿各个方向运动的机会均等，分子速率按一定规律分布。

3．能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，知道气体压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。

4．能用气体分子动理论解释三个气体实验定律【教学重点】理解气体分子运动的特点和用气体分子动理论解释三个气体实验定律【教学难点】能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义和用气体分子动理论解释三个气体实验定律【自主学习】一、随机性与统计规律1．在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件叫做必然事件；若某事件不可能出现，这个事件叫做不可能事件。

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。

2．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，记录每次投掷时正面朝上的硬币个数，统计总共10次投掷中有0，1，2，3，4枚硬币正面朝上的次数各是多少，把结果填在以下表格的第1行。

（2）以3～4 人为一个小组，把小组中各人统计的数字累计起来，填在表格中第2行。

（3）按座位把全班分成几个大组，把每个大组中各小组统计的数字累计起来，填在表格中第3行。

（4）把各大组的数字累计起来，得到全班的统计数字，填在表格第4行。

次数统计项目统计对象总共投掷的次数4枚硬币正面朝上的硬币枚数0 1 2 3 4我的实验数据10我所在小组的数据我所在大组的数据全班的数据3．实验统计结果：随着投掷次数的增多，2枚硬币正面朝上的次数比例最多，约占总数的3/8；1枚和3枚硬币朝上的次数比例略少，分别约占总数的1/4；全部朝上或全部朝下的次数最少，各约占总数的1/16。

某班级投掷硬币实验，不同枚数硬币同时正面朝上的出现次数的统计结果，如图所示。

4．以上实验说明了，某一事件的出现纯粹是随机的，但大量的随机事件却会表现出一定的规律。

这种大量随机事件的整体会表现出一定的规律性就是统计规律。

4 气体热现象的微观意义1．气体分子运动的特点(1)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，单独来看，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)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。

能达到分子能达到的空间，所以气体没有确定的形状和体积，其体积等于容器的体积。

(3)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。

即气体分子沿各个方向运动的机会(机率)相等。

(4)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。

(5)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。

(6)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。

特别提醒：单个或少量分子的运动是“个别行为”，具有不确定性。

大量分子运动是“集体行为”具有规律性即遵守统计规律。

【例1】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解析：具有某一速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多，两头少”的统计分布规律，选项A错误。

由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己运动速度的大小和方向，因此在某一时刻一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，选项B正确。

虽然每个分子的速度瞬息万变，但是大量分子的整体存在着统计规律。

由于分子数目巨大，某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别，可以认为是相等的，选项C正确。

4 气体热现象的微观意义1．气体分子运动的特点(1)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，单独来看，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)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。

能达到分子能达到的空间，所以气体没有确定的形状和体积，其体积等于容器的体积。

(3)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。

即气体分子沿各个方向运动的机会(机率)相等。

(4)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。

(5)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。

(6)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。

特别提醒：单个或少量分子的运动是“个别行为”，具有不确定性。

大量分子运动是“集体行为”具有规律性即遵守统计规律。

【例1】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解析：具有某一速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多，两头少”的统计分布规律，选项A错误。

由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己运动速度的大小和方向，因此在某一时刻一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，选项B正确。

虽然每个分子的速度瞬息万变，但是大量分子的整体存在着统计规律。

由于分子数目巨大，某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别，可以认为是相等的，选项C正确。

第4节 气体热现象的微观意义课堂合作探讨问题导学一、统计规律与气体分子运动特点活动与探讨11．气体分子的微观模型是如何的？2．气体分子运动的统计规律有几个特点？3．当温度升高时，气体分子的速度散布规律会发生如何的转变？4．理想气体的热力学温度T 与分子的平均动能E k 之间的关系是什么？迁移与应用1气体分子永不断息地做无规则的热运动，同一时刻都有向不同方向运动的分子，速度也有大有小，下表是氧气分子别离在0 ℃和100 ℃时，同一时刻在不同速度区间内的分子数AB ．大多数气体分子的速度处于中间值，少数分子的速度较大或较小C ．随着温度的升高，气体分子的平均速度增大D ．气体分子的平均速度大体上不随温度的转变而转变1．由于物体是由大量分子组成的，这些分子并无统一的运动步伐，单独看来，各个分子的运动都是不规则的，具有偶然性，但从整体看来，大量分子的运动服从必然的统计规律。

2．气体分子向各个方向运动的概率相等。

3．大量气体分子的速度散布呈现中间多（平均速度周围分子数量多）、两头少（速度大或小的分子数量少）的规律。

4．温度升高时，所有分子热运动的平均速度增大，即大部份分子的速度增大了，但也有少数分子的速度减小，这也是统计规律的表现。

注意：单个或少数分子的运动是“个体行为”，具有不肯定性；大量分子运动是“集体行为”，具有规律性，即遵从统计规律。

二、气体压强的产生及其决定因素活动与探讨2中央电视台在“科技之光”栏目中曾播放过如此一个节目，把液氮倒入饮料瓶中，马上盖上盖子并拧紧，人当即离开现场。

一会儿饮料瓶就爆炸了。

你能解释一下原因吗？迁移与应用2必然质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线转变到状态B，则它的状态转变进程是（）A．气体的温度不变B．气体的内能增加C．气体分子的平均速度减少D．气体分子在单位时刻内与器壁单位面积上碰撞的次数不变1．影响压强的微观因素：气体的压强一方面与每次碰撞前分子的平均动能有关，另一方面与单位时刻内单位面积受到的碰撞次数有关。

4、气体热现象的微观意义一、教学目标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。

二、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。

三、教具计算机星制的大屏幕显示仪；自制的显示气体压强微观解释的计算机软件。

四、主要教学过程（一）引入新课从微观的角度看，物体的热现象是由大毋分子的热运动所决定的。

尽管个别分子的运动有*它的不确定性，但大皇分子的运动情况会遵从-定的统计规律，生活中的吓例也有类似的特点。

每人都把4枚嫂币握在手中，在桌面上随意投掷10次，记录每次投掷时正面朝上的硬币个数，统计总共10次投掷中有0・1, 2, 3, 4枚硬币正面朗上的次教各是多少,把结果填在以下表格的笫1行°以3〜4人为一个小纽，把小坦中各人统计的数字累计起来，填•在表格中第2行。

按座位把全班分成几个大纽，把每个大组中各小组统计的数字系计起来，填在表格中弟3行。

把各大知的数字累计起来，得到全班的统计数字，填在表格第4行。

r次数统计项目0总共投掷4枚硬币中正面朝上的硬币枚数S的次数01234统计对象我的实睑数据我所在小组的数据我所在大组的数据1 全班的数据随着投掷次数的增多，2枚硬币朝上的次数比例最多,约占总数的3/8；1枚和3枚硬币朝上的次数比例胳少，分别约占总数的1/4,全部朝上和全部朝下的次数最少，各约占总数的1/16。

投掷中，不同枚数硬币同时正面朝上的出现次数如图8.4・1所示。

2018-2019学年高中物理第8章气体第4节气体热现象的微观意义课堂达标新人教版选修3-3编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018-2019学年高中物理第8章气体第4节气体热现象的微观意义课堂达标新人教版选修3-3）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

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第八章第4节气体热现象的微观意义1．（山东省济宁2017年高三一模)下面的表格是某地区1~7月份气温与气压的对照表：月份/月1234567平均最高1。

4 3.910。

719。

626.730.230。

8气温/℃平均大气1.0211。

019 1.0141。

008 1.0030.998 40。

996 0压/105Pa7A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变B．空气分子无规则热运动减弱了C．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了D．单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了解析：由表中数据知，7月份与1月份相比，温度升高，压强减小，温度升高使气体分子热运动更加剧烈，空气分子与地面撞击一次对地面的冲量增大，而压强减小，单位时间内空气分子对单位面积地面的冲量减小。

所以单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了，因而只有D项正确.2．(山东省寿光现代中学2017～2018学年高二下学期检测）关于气体压强的理解，哪一种理解是错误的（ A )A．大气压强是由地球表面空气重力产生的，因此将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，它自身重力太小，会使瓶内气体压强远小于外界大气压强B．气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的C．气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均动能D．单位面积器壁受到空气分子碰撞的平均压力就是气体对器壁的压强解析：大气压强是由地球表面空气重力产生的，而被密封在某种容器中的气体，其压强是大量的做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的,它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的，故A错误；密闭容器内的气体压强是大量气体分子频繁撞击器壁产生，故B正确；气体压强取决于分子的密集程度与分子的平均动能，即为单位体积内分子数和分子的平均动能，故C正确；根据公式P＝错误!，可知单位面积器壁受到气体分子碰撞的平均压力在数值上就等于气体压强的大小，故D正确；本题选择错误的，故选A。

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。