第2节气体实验定律的微观解释

第2课时 理想气体、气体实验定律的微观解释【学习目标】1.了解理想气体的模型，并知道实际气体看成理想气体的条件。

2.掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题。

3.能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。

【基础知识梳理】 一、理想气体 1．定义在 温度、 压强下都严格遵从气体实验定律的气体。

2．理想气体与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，可以把实际气体当成理想气体来处理。

如图所示。

二、理想气体的状态方程 1．内容一定质量的某种理想气体，在从一个状态变化到另一个状态时，压强跟体积的 与热力学温度的 保持不变。

2．公式p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pVT ＝C (恒量)。

3．适用条件一定 的理想气体。

三、气体实验定律的微观解释【基础题组自测】 1．判一判(1)一定质量的某种理想气体,在压强不变时,其V -T 图像是过原点的直线。

( )(2)查理定律的数学表达式pT =C ,其中C 是一个与气体的质量、压强、温度、体积均无关的恒量。

( )(3)实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可看成理想 气体。

( )(4)能用气体实验定律来解决的问题不一定能用理想气体状态方程来求解。

( ) (5)气体由状态1变到状态2时,一定满足方程p 1V 1T 1=p 2V 2T 2。

( )(6)一定质量的理想气体压强增大到原来的2倍,可能是体积不变,热力学温度也增大到原来的2倍。

( )(7)一定质量的某种理想气体,若p 不变,V 增大,则T 增大,是由于分子密集程度减小,要使压强不变,需使分子的平均动能增大。

( ) 2．议一议(1)在实际生活中理想气体是否真的存在？有何意义？(2)对于一定质量的理想气体，当其状态发生变化时，会不会只有一个状态参量变化，其余两个状态参量不变呢，为什么？(3)在理想气体状态方程的推导过程中，先后经历了等温变化、等容变化两个过程，是否表示始末状态参量的关系与中间过程有关？【考点突破探究】考点一、理想气体状态方程的应用 1．理想气体状态方程的分态式(1)一定质量的理想气体的pV T 值，等于其各部分pV T 值之和。

气体是由分子或原子组成的物质的一种状态。

在气体状态下，分子或原子之间存在大量的间隙，它们以高速运动，并且彼此之间相互碰撞。

气体的微观解释涉及到以下几个方面：
1.分子运动：气体分子以高速无规则运动，沿直线路径做匀速直线运动，同时也做碰撞运动。

这种运动是随机的，即分子的速度和方向是无规则的。

2.分子间相互作用：在气体状态下，分子之间存在较弱的相互作用力，通常为范德华力。

由于这种力较弱，分子之间的距离较大。

因此，气体分子间相互作用力的影响相对较小。

3.分子间碰撞：由于分子的高速运动和无规则运动，它们会频繁地相互碰撞。

这些碰撞是弹性碰撞，即在碰撞后分子的动能和总能量守恒，但方向和速度可能发生变化。

4.气体的体积：由于气体分子之间存在较大的间隙，并且分子运动是无规则的，气体没有固定的形状和体积，能够充满容器的全部可用空间。

综上所述，气体的微观解释是指气体分子的高速无规则运动、分子间相互作用力的较弱和碰撞的弹性特性。

这些特性使得气体表现出其宏观性质，如可压缩性、扩散性和可变形性。

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。

4 气体实验定律的图像表示及微观解释[学习目标] 1.理解气体实验定律的p －V 、p －1V 、V －T 、p －T 图像及其物理意义.2.能用气体分子动理论解释三个实验定律．一、气体实验定律的图像表示1．一定质量的某种气体在等温、等容、等压变化中的规律，既可以用公式表示，也可用图像表示． 2．一定质量的某种气体做等温变化时，在p －V 图线中，气体的温度越高，等温线离坐标原点越远． 3．一定质量的某种气体做等容变化时，在p －T 图线中，气体的体积越大，等容线的斜率越小． 4．一定质量的某种气体做等压变化时，在V －T 图线中，气体的压强越大，等压线的斜率越小． 二、气体实验定律的微观解释 1．玻意耳定律一定质量的某种气体，分子总数不变，温度保持不变时，分子平均动能也保持不变．当气体体积减小时，单位体积内的分子数将增多，气体的压强也增大；当气体体积增大时，单位体积内的分子数将减少，气体的压强也就减小. 2.查理定律一定质量的某种气体，在体积保持不变时，单位体积内的分子数保持不变．当温度升高时，分子平均动能增大，气体的压强也增大；当温度降低时，分子平均动能减小，气体的压强也减小． 3．盖吕萨克定律一定质量的某种气体，当气体的温度升高时，分子平均动能增大，气体的压强随之增大，为了保持压强不变，单位体积的分子数需要相应减小，对于一定质量的气体，分子总数保持不变，气体的体积必然相应增大． [即学即用]判断下列说法的正误．(1)一定质量的气体等温变化的p －V 图像是通过原点的倾斜直线．(×) (2)一定质量的气体的p －T 图像是双曲线．(×) (3)V －T 图像的斜率大，说明压强小．(√)(4)若T 不变，p 增大，则V 减小，是由于分子撞击器壁的作用力变大．(×)(5)若p 不变，V 增大，则T 增大，是由于分子密集程度减小，要使压强不变，分子的平均动能增大．(√) (6)若V 不变，T 增大，则p 增大，是由于分子密集程度不变，分子平均动能增大，而使单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多，气体压强增大．(×)一、p －V 图像[导学探究] (1)如图1甲所示为一定质量的气体不同温度下的p －V 图线，T 1和T 2哪一个大？ (2)如图乙所示为一定质量的气体不同温度下的p －1V图线，T 1和T 2哪一个大？图1答案 (1)T 1＞T 2 (2)T 1＜T 2[知识深化]1．p －V 图像：一定质量的气体等温变化的p －V 图像是双曲线的一支，双曲线上的每一个点均表示气体在该温度下的一个状态．而且同一条等温线上每个点对应的p 、V 坐标的乘积是相等的．一定质量的气体在不同温度下的等温线是不同的双曲线，且pV 乘积越大，温度就越高，图2中T 2＞T 1.图22．p －1V 图像：一定质量气体的等温变化过程，也可以用p －1V 图像来表示，如图3所示．等温线是过原点的倾斜直线，由于气体的体积不能无穷大，所以原点附近等温线应用虚线表示，该直线的斜率k ＝pV ，故斜率越大，温度越高，图中T 2>T 1.图3特别提醒 (1)p －V 图像与p －1V 图像都能反映气体等温变化的规律，分析问题时一定要注意区分两个图线的不同形状．(2)p －1V 图像是一条直线，分析时比较简单，p －V 图像是双曲线的一支，但p 和V 的关系更直观．例1 如图4所示是一定质量的某种气体状态变化的p －V 图像，气体由状态A 变化到状态B 的过程中，气体分子平均速率的变化情况是( )图4A ．一直保持不变B ．一直增大C ．先减小后增大D ．先增大后减小 答案 D解析 由题图可知，p A V A ＝p B V B ，所以A 、B 两状态的温度相等，在同一等温线上．由于离原点越远的等温线温度越高，如图所示，所以从状态A 到状态B ，气体温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小．例2 (多选)如图5所示，D →A →B →C 表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是( )图5A ．D →A 是一个等温过程B ．A →B 是一个等温过程C ．T A ＞T BD ．B →C 过程中，气体体积增大、压强减小、温度不变 答案 AD解析 D →A 是一个等温过程，A 正确；BC 是等温线，而A 到B 温度升高，B 、C 错误；B →C 是一个等温过程，V 增大，p 减小，D 正确．由玻意耳定律可知，pV ＝C (常量)，其中C 的大小与气体的质量、温度和种类有关，对同种气体质量越大、温度越高，C 越大，在p －V 图像中，纵坐标的数值与横坐标的数值的乘积越大，在p －1V 图像中，斜率k也就越大.二、p－T图像与v－T图像[导学探究] (1)如图6所示为一定质量的气体在不同体积下的p－T图像，V1、V2哪个大？图6 图7(2)如图7所示为一定质量的气体在不同压强下的V－T图像，p1、p2哪个大？答案(1)V2＞V1(2)p2＞p1[知识深化]1．p－T图像，如图8所示：图8(1)p－T图中的等容线是一条过原点的倾斜直线．(2)p－t图中的等容线不过原点，但反向延长线交t轴于－273.15℃.(3)无论p－T图像还是p－t图像，其斜率都能判断气体体积的大小，斜率越大，体积越小．2．V－T图像，如图9所示：图9(1)V－T图中的等压线是一条过原点的倾斜直线．(2)V－t图中的等压线不过原点，但反向延长线交t轴于－273.15℃.(3)无论V－T图像还是V－t图像，其斜率都能判断气体压强的大小，斜率越大，压强越小．3．p－T图像与V－T图像的比较例3 图10甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图像，已知气体在状态A 时的压强是1.5×105Pa.图10(1)根据图像提供的信息，计算图中T A 的值．(2)请在图乙坐标系中，作出由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 图像，并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C ，如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程． 答案 (1)200K (2)见解析解析 (1)根据盖吕萨克定律可得V A T A ＝V BT B所以T A ＝V A V B T B ＝0.40.6×300K ＝200K.(2)根据查理定律得p B T B ＝p CT Cp C ＝T C T B p B ＝400300p B ＝43p B ＝43×1.5×105Pa ＝2.0×105Pa则可画出由状态A →B →C 的p －T 图像如图所示．1．在根据图像判断气体的状态变化时，首先要确定横、纵坐标表示的物理量，其次根据图像的形状判断各物理量的变化规律．2．在气体状态变化的图像中，图线上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态，一个线段表示气体状态变化的一个过程．例4 (多选)一定质量的气体的状态经历了如图11所示的ab 、bc 、cd 、da 四个过程，其中bc 的延长线通过原点，cd 垂直于ab 且与水平轴平行，da 与bc 平行，则气体体积在( )图11A．ab过程中不断增加B．bc过程中保持不变C．cd过程中不断增加D．da过程中保持不变答案AB解析首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A正确；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；如图所示，连接aO交cd于e，则ae是等容线，即V a＝V e，因为V d<V e，所以V d<V a，所以da过程中气体体积变大，D错误．三、气体实验定律的微观解释[导学探究] (1)如何从微观角度来解释气体实验定律？(2)自行车的轮胎没气后会变瘪，用打气筒向里打气，打进去的气越多，轮胎会越“硬”．你怎样用分子动理论的观点来解释这种现象？(假设轮胎的容积和气体的温度不发生变化)答案(1)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．(2)轮胎的容积不发生变化，随着气体不断地打入，轮胎内气体分子的密集程度不断增大，温度不变意味着气体分子的平均动能没有发生变化，单位时间内单位面积上碰撞次数增多，故气体压强不断增大，轮胎会越来越“硬”．[知识深化]1．用气体分子动理论解释玻意耳定律一定质量(m)的气体，其分子总数(N)是一个定值，当温度(T)保持不变时，则分子的平均速率(v)也保持不变，当其体积(V)增大为原来的n倍时，单位体积内的分子数(N0)则变为原来的n分之一，因此气体的压强也减为原来的n分之一；反之若体积减小为原来的n分之一，压强则增大为原来的n倍，即压强与体积成反比．这就是玻意耳定律．2．用气体分子动理论解释查理定律一定质量(m)的气体的总分子数(N)是一定的，体积(V)保持不变时，其单位体积内的分子数(N0)也保持不变，当温度(T)升高时，其分子运动的平均速率(v)也增大，则气体压强(p)也增大；反之当温度(T)降低时，气体压强(p)也减小．这与查理定律的结论一致．3．用气体分子动理论解释盖吕萨克定律一定质量(m)的气体的总分子数(N)是一定的，要保持压强(p)不变，当温度(T)升高时，气体分子运动的平均速率(v)会增加，那么单位体积内的分子数(N0)一定要减小(否则压强不可能不变)，因此气体体积(V)一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小．这与盖吕萨克定律的结论是一致的．特别提醒(1)温度不变时，一定质量的气体体积减小，单位体积内的分子数增加．(2)体积不变时，一定质量的气体温度升高，分子的平均动能增大．(3)压强不变时，一定质量的气体温度升高，气体体积增大，单位体积内的分子数减少．例5 (多选)关于一定质量的气体，下列说法中正确的是( )A．体积不变，压强增大，气体分子的平均动能一定增大B．温度不变，压强减小时，气体的密集程度一定减小C．压强不变，温度降低时，气体的密集程度一定减小D．温度升高，压强和体积可能都不变答案AB解析体积不变，分子的密集程度就保持不变，压强增大，说明分子的平均撞击力变大了，即分子的平均动能增大了，A正确．温度不变，分子平均动能不变，压强减小，说明单位时间内撞击器壁的分子数在减小，表明气体的密集程度减小了，B正确．温度降低，分子平均动能减小，分子撞击器壁的作用力减小，要保持压强不变，则要增大单位时间内撞击器壁的分子数，即气体的密集程度要增大，C错误．温度升高，压强、体积中至少有一个发生改变，D错误．对气体实验定律的解释，注意从两个途径进行分析：一是从微观角度分析，二是从理想气体状态方程分析.1.(p－V图像)(多选)如图12所示，一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C的过程，A、C两点在同一条双曲线上，则此变化过程中( )图12A．从A到B的过程温度升高B．从B到C的过程温度升高C．从A到C的过程温度先降低再升高D．A、C两点的温度相等答案AD解析作出过B点的等温线如图所示，可知T B>T A＝T C，故从A到B的过程温度升高，A项正确；从B到C 的过程温度降低，B项错误；从A到C的过程温度先升高后降低，C项错误；A、C两点在同一等温线上，D 项正确．2．(p－T图像)(多选)如图13所示为一定质量的气体的三种变化过程，则下列说法正确的是( )图13A．a→d过程气体体积增加B．b→d过程气体体积不变C．c→d过程气体体积增加D．a→d过程气体体积减小答案AB解析在p－T图像中等容线是延长线过原点的倾斜直线，且气体体积越大，直线的斜率越小．因此，a状态对应的体积最小，c状态对应的体积最大，b、d状态对应的体积相等，故A、B正确．3．(V－T图像)(多选)一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V－T图上的表示如图14所示，则( )图14A．在AC过程中，气体的压强不断变大B ．在CB 过程中，气体的压强不断变小C ．在状态A 时，气体的压强最大D ．在状态B 时，气体的压强最大 答案 AD解析 气体由A →C 的变化过程是等温变化，由pV ＝C(C 是常数)可知，体积减小，压强增大，故A 正确．由C →B 的变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由pT ＝C(C 是常数)可知，温度升高，压强增大，故B 错误．综上所述，由A →C →B 的过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B 时的压强最大，故C 错误，D 正确．4．(气体实验定律的微观解释)在一定的温度下，一定质量的气体的体积减小时，气体的压强增大，这是由于( )A ．单位体积内的分子数增多，单位时间内分子对器壁碰撞的次数增多B ．气体分子的密度变大，分子对器壁的吸引力变大C ．每个气体分子对器壁的平均撞击力变大D ．气体分子数密度增大，单位体积内分子重量变大 答案 A解析 温度一定说明气体分子的平均动能不变，即分子对器壁的平均撞击力不变，但气体的压强还与单位时间内分子对器壁的撞击次数有关，而分子数密度——单位体积内的气体分子个数决定了单位时间内单位面积上分子与器壁的平均撞击次数，气体体积减小时，单位体积内分子对器壁的撞击次数增多，故气体的压强增大．故选项A 正确．一、选择题考点一 气体实验定律的图像1．(多选)某同学用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验，操作完全正确．根据实验数据却在p－V图上画出了两条不同的双曲线，如图1所示．造成这种情况的可能原因是( )图1A．两次实验中空气质量不同B．两次实验中温度不同C．两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同D．两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同答案AB解析实验时若两次所封气体的质量不同，在同一坐标系上会画出不同的等温线，A对．在质量一定的情况下，温度不同，得出的等温线也不同，B对．质量、温度都不变，压强与体积成反比，得到的是同一条等温线，C、D错．2.一定质量的气体的V－t图像如图2所示，在气体由状态A变化到状态B的过程中，气体的压强( )图2A．一定不变B．一定减小C．一定增加D．不能判定怎样变化答案 D解析若BA的延长线交于t轴上－273.15°C，则是等压变化，气体压强一定不变．若与t轴交点位于－273.15°C的右方，则气体的压强一定减小，若与t轴的交点位于－273.15°C的左方，则气体的压强一定增大．3．如图3所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板．初始时，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体温度，则如图所示的p－T图像能正确反映缸内气体压强变化情况的是( )图3答案 B解析初始时刻，活塞紧压小挡板，说明汽缸中的气体压强小于外界大气压强；在缓慢升高汽缸内气体温度时，气体先做等容变化，温度升高，压强增大，当压强等于大气压时活塞离开小挡板，气体做等压变化，温度升高，体积增大，A、D错误；在p－T图像中，等容线为过原点的直线，所以C错误，B正确．4．在下列图中，不能反映一定质量的气体经历了等温变化→等容变化→等压变化后，又可以回到初始状态的图是( )答案 D解析根据p－V、p－T、V－T图像的物理意义可以判断，其中D显示的是气体经历了等温变化→等压变化→等容变化，与题意不符．5．(多选)如图4所示为一定质量的气体沿着箭头所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强的变化是( )图4A．从状态c到状态d，压强减小B．从状态d到状态a，压强不变C．从状态a到状态b，压强增大D．从状态b到状态c，压强增大答案AC解析在V－T图上，等压线是延长线过原点的倾斜直线，对一定质量的气体，图线上的点与原点连线的斜率表示压强的倒数，斜率大的压强小，因此A、C正确，B、D错误．考点二气体实验定律的微观解释6．一定质量的气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是( )A．此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变B．此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变C．此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变D．以上说法都不对答案 D解析压强与单位时间内碰撞到器壁单位面积的分子数和每个分子的冲击力有关，温度升高，分子与器壁的平均冲击力增大，单位时间内碰撞到器壁单位面积的分子数应减小，压强才可能保持不变．7．(多选)一定质量的某种气体经历等温压缩时，气体的压强增大，从气体分子动理论的观点分析，这是因为( )A．气体分子每次碰撞器壁的冲击力加大B．气体分子对器壁的碰撞更频繁C．气体分子数增加D．气体分子密集程度加大答案BD解析温度不变即分子平均动能不变，体积减小即单位体积内分子数增多，分子碰撞器壁频率增加，可见选项B、D正确．8．如图5所示是一定质量的某种气体的等压线，比较等压线上的a、b两个状态，下列说法正确的是( )图5A．在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多B ．在相同时间内撞在单位面积上的分子数a 状态较多C ．在相同时间内撞在相同面积上的分子数两状态一样多D ．单位体积内的分子数两状态一样多答案 B解析 由V －T 图像知，气体在a 、b 两状态压强相等，a 状态温度较低，体积较小，故单位时间内a 状态撞在单位面积上的分子数较多，故B 正确，A 、C 、D 错误．二、非选择题9．(气体实验定律的应用及气体压强的微观解释)一定质量的理想气体由状态A 经状态B 变化到状态C ，其中A →B 过程为等压变化，B →C 过程为等容变化．已知V A ＝0.3m 3，T A ＝T C ＝300K ，T B ＝400K.(1)求气体在状态B 时的体积；(2)说明B →C 过程压强变化的微观原因．答案 (1)0.4m 3 (2)见解析解析 (1)A →B 过程，由盖吕萨克定律，V A T A ＝V B T BV B ＝T B T A V A ＝400300×0.3m 3＝0.4m 3 (2)B →C 过程，气体体积不变，分子密集程度不变，温度降低，分子平均动能减小，平均每个分子对器壁的冲击力减小，压强减小．10．(气体实验定律的图像)如图6所示，一定质量的气体从状态A 经B 、C 、D 再回到A.问AB 、BC 、CD 、DA 经历的是什么过程？已知气体在状态A 时的体积是1L ，求在状态B 、C 、D 时的体积各为多少，并把此图改为p －V 图像．图6答案 见解析解析 A →B 为等容变化，压强随温度升高而增大．B →C 为等压变化，体积随温度升高而增大．C →D 为等温变化，体积随压强减小而增大．D →A 为等压变化，体积随温度降低而减小．由题意知V B ＝V A ＝1L ．因为B →C 的等压变化，由盖吕萨克定律有V B T B ＝V C T C ，所以V C ＝T C T B V B ＝900450×1L ＝2L ．因C →D 为等温变化，由玻意耳定律有p C V C ＝p D V D ，得V D ＝p C p D V C ＝31×2L ＝6L ．所以V B ＝1L ，V C ＝2L ，V D ＝6L ．根据以上数据，题中四个过程的p －V 图像如图所示．。

第一章绪论——撩开物理学的神秘面纱第二章运动的描述1运动、空间和时间2质点和位移3速度和加速度第三章匀变速直线运动的研究1匀变速直线运动的规律2匀变速直线运动的实验探究3匀变速直线运动实例-自由落体运动第四章相互作用1重力与重心2形变与弹力3摩擦力第五章力与平衡1力的合成2力的分解3力的平衡4平衡条件的应用第六章力与运动1牛顿第一定律2牛顿第二定律3牛顿第三定律4超重与失重必修二第一章功和功率1机械功2功和能3功率4人与机械第二章能的转化与守恒1动能的改变2势能的改变3能量守恒定律4能源与可持续发展第三章抛体运动1运动的合成与分解2竖直方向上的抛体运动3平抛运动4斜抛运动第四章匀速圆周运动1匀速圆周运动快慢的描述2向心力与向心加速度3向心力的实例分析4离心运动第五章万有引力定律及其应用1万有引力定律及引力常量的测定2万有引力定律的应用3人类对太空的不懈追求第六章相对论与量子论初步1高速世界2量子世界选修三选修3-1第一章静电场导入神奇的静电第一节静电现象及其微观解释第二节静电力库仑定律第三节电场及其描述第四节电场中的导体第二章电势能与电势差导入电场力可以做功吗第一节电场力做功与电势能第二节电势与等势面第三节电势差第四节电容器电容专题探究电场部分专题探究示例第三章恒定电流导入历史的回眸第一节电流第二节电阻第三节焦耳定律第四节串联电路和并联电路第四章闭合电路欧姆定律和逻辑电路导入从闭合电路找原因第一节闭合电路欧姆定律第二节多用电表的原理与使用第三节测量电源的电功势和内电阻第四节逻辑电路与自动控制专题探究电路部分专题探究示例第五章磁场导入“迷路”的信鸽第一节磁场第二节用磁感线描述磁场第三节磁感应强度磁通量第四节磁与现代科技第六章磁场对电流和运动电荷的作用导入从奥斯特实验说起第一节探究磁场对电流的作用第二节磁场对运动电荷的作用第三节洛仑兹力的应用专题探究磁场部分专题探究示例选修3-2第一章电磁感应导入改变世界的线圈第一节磁生电的探索第二节感应电动势与电磁感应定律第三节电磁感应定律的应用第二章楞次定律和自感现象导入奇异的电火花第一节感应电流的方向第二节自感第三节自感现象的应用专题探究电磁感应的实验与调研第三章交变电流导入两种电源第一节交变电流的特点第二节交变电流是怎样产生的第三节交变电流中的电容和电感第四章远距离输电导入电如何到我家第一节三相交变电流第二节变压器第三节电能的远距离传输专题探究交变电流的实验与调研第五章传感器及其应用导入从“芝麻开门”说起第一节揭开传感器的“面纱”第二节常见传感器工作原理第三节大显身手的传感器专题探究传感器的实验与调研选修3-3第一章分子动理论导入走进微观世界第1节分子动理论的基本观点第2节气体分子运动与压强第3节温度与内能第二章固体导入从古陶器到纳米技术第1节晶体和非晶体第2节固体的微观结构第3节材料科技与人类文明第三章液体导入神奇的液体表面第1节液体的表面张力第2节毛细现象第3节液晶第四章气体导入从天气预报谈起第1节气体实验定律第2节气体实验定律的微观解释第3节饱和汽第4节湿度专题探究分子动理论及物质三态的实验与调研第五章热力学定律导入水库和水泵第1节热力学第一定律第2节能量的转化与守恒第3节热力学第二定律第4节熵——无序程度的量度第六章能源与可持续发展导入谢谢你;太阳第1节能源、环境与人类生存第2节能源的开发与环境保护专题探究能量与可持续发展的实验与调研综合内容与测试选修3-4第一章机械振动导入从我国古代的“鱼洗”说起第1节简谐运动第2节振动的描述第3节单摆第4节生活中的振动第二章机械波导入身边的波第1节波的形成和描述第2节波的反射和折射第3节波的干涉和衍射第4节多普勒效应及其应用第三章电磁波导入无处不在的电磁波第1节电磁波的产生第2节电磁波的发射、传播和接收第3节电磁波的应用及防护专题探究振动与波的实验与调研第四章光的折射与全反射导入美妙的彩虹第1节光的折射定律第2节光的全反射第3节光导纤维及其应用第五章光的干涉衍射偏振导入从五彩斑斓的肥皂泡说起第1节光的干涉第2节光的衍射第3节光的偏振第4节激光与全息照相专题探究光学部分的实验与调研第六章相对论与天体物理导入从双生子佯谬谈起第1节牛顿眼中的世界第2节爱因斯坦眼中的世界第3节广义相对论初步第4节探索宇宙综合内容与测试选修3-5第一章动量守恒研究导入从天体到微粒的碰撞第1节动量定理第2节动量守恒定律第3节科学探究——一维弹性碰撞第二章原子结构导入从一幅图片说起第1节电子的发现与汤姆孙模型第2节原子的核式结构模型第3节玻尔的原子模型第4节氢原子光谱与能级结构专题探究动量与原子的实验与调研第三章原子核与放射性导入打开原子核物理的大门第1节原子核结构第2节原子核衰变及半衰期第3节放射性的应用与防护第四章核能导入熟悉而又陌生的核能第1节核力与核能第2节核裂变第3节核聚变第4节核能的利用与环境保护专题探究原子核和核能利用的实验与调研第五章波与粒子导入奇异的微观世界第1节光电效应第2节康普顿效应第3节实物粒子的波粒二象性第4节“基本粒子”与恒星演化专题探究波粒二象性的实验与调研。

二、气体实验定律的图像表示及微观解释教学目标1.会用图像描述气体实验定律，会在p－V，p－T和V－T三种图像中描绘三种等值变化过程。

2．经历“讨论交流”过程，探究图像中所隐含的物理意义。

培养学生积极参与，乐于合作、沟通，勇于发表自己见解的精神。

3．能对气体实验定律做微观解释。

重点难点重点：运用图像分析气体状态变化过程难点：气体实验定律的微观解释设计思想上节课通过实验得出了气体实验定律，本节课利用数学工具――图像进一步研究气体实验定律，使得气体状态变化过程的研究更为直观，相关参量的变化特征一目了然，并通过相关习题的练习培养学生运用数学知识表达物理规律的能力。

再引导学生运用分子动理论和统计方法对气体实验定律逐个进行解释，主要围绕压强的微观意义进行解释，帮助学生建立起宏观现象的微观图景，使学生对热学知识有系统的认识。

教学资源《气体实验定律的图像表示及微观解释》多媒体课件教学设计【课堂引入】问题：气体实验定律除用十分简洁的公式表示，还可用什么数学工具更加直观地表示呢？【课堂学习】学习活动一：气体实验定律的图象表示问题1：气体实验定律的图像一般有三种：p－V图像、p－T图像、V－T图像，等温变化、等容变化和等压变化分别在这三种图像中如何表示？（先由学生根据数学知识作出反映玻意耳定律、查理定律和盖·吕萨克定律的图像）观察思考：反映等容变化和等压变化的图线有什么特点？其下部为什么要用虚线表示？讨论交流1：一定质量的某种气体在T1、T2、T3三个温度下发生等温变化，相对应的三条等温线如图所示，则T1、T2、T3的大小关系如何？讨论交流2：一定质量的某种气体装在容积分别为V1、V2、V3的三个容器中，发生等容变化，相对应的三条等容线如图所示，则V1、V2、V3的大小关系如何？结论：离坐标原点越“远”的等温线所代表的温度越高；斜率越大的等容线所代表的体积越小。

（同理可分析等压线所代表的压强大小关系）问题2：等温变化、等容变化和等压变化可以在其他两种坐标中表示出来吗？1、等温线：2、等容线：3、等压线：例题：如图甲中的实线表示1 mol的理想气体发生状态变化时的p－V图线，变化过程是由状态A出发，经过B、C、D各状态，最后又回到状态A，试将全部过程准确画在图乙所示的p －T图中。

2.3.2气体的等压变化和等容变化——理想气体状态方程和气体实验定律的微观解释一、理想气体及状态方程1．理想气体(1)理想气体定义：。

(2)理想气体与实际气体：。

在时，把实际气体可以当成理想气体来处理。

2．理想气体状态方程(1)内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态变化到另一个状态时，尽管其压强p、体积V和温度T都可能改变，但保持不变。

(2)理想气体状态方程表达式：。

(3)成立条件：一定质量的理想气体。

【例1】(多选)下列对理想气体的理解，正确的有()A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体C．理想气体就是处于标准状况下的气体D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵从气体实验定律【例2】如图所示，一端封闭、一端开口的长度为l＝1 m的玻璃管，用长为h＝20 cm的水银柱封闭一段理想气体，当玻璃管的开口竖直向下稳定时，气体的长度为l1＝72 cm，已知大气压强为p0＝76 cmHg，封闭气体的温度为t1＝27 ℃。

(1)若气体的温度恒为t1＝27℃，将玻璃管缓慢地转过180°，则稳定时气体的长度为多少？(2)保持开口向上，使气体的温度逐渐升高，当温度为多少摄氏度时，水银柱刚好与玻璃管口平齐？(3)在(2)的基础上持续对气体加热，玻璃管中仍有水银柱，当水银柱的长度为多少时，温度最高？例3使一定质量的理想气体的状态按图甲中箭头所示的顺序变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分。

(1)已知气体在状态A的温度T A＝300K，求气体在状态B、C和D的温度各是多少？(2)将上述状态变化过程在图乙中画成用体积V和温度T表示的图线(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化的方向)。

说明每段图线各表示什么过程。

二、气体实验定律的微观解释1．玻意耳定律的微观解释一定质量的某种理想气体，保持不变时，是一定的。

在这种情况下，体积时，减小，单位时间内、单位面积上撞击器壁的分子数就，气体的压强就。

第2节气体实验定律及应用知识梳理一、气体分子运动速率的统计分布气体实验定律理想气体1．气体分子运动的特点1分子很小;间距很大;除碰撞外不受力．2气体分子向各个方向运动的气体分子数目都相等．3分子做无规则运动;大量分子的速率按“中间多;两头少”的规律分布．4温度一定时;某种气体分子的速率分布是确定的;温度升高时;速率小的分子数减少;速率大的分子数增多;分子的平均速率增大;但不是每个分子的速率都增大．2．气体的三个状态参量1体积；2压强；3温度．3．气体的压强1产生原因：由于气体分子无规则的热运动;大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力．2大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力．公式：p＝错误!.3常用单位及换算关系：①国际单位：帕斯卡;符号：Pa;1 Pa＝1 N/m2.②常用单位：标准大气压atm；厘米汞柱cmHg．③换算关系：1 atm＝76 cmHg＝1.013×105Pa≈1.0×105 Pa.4．气体实验定律1等温变化——玻意耳定律：①内容：一定质量的某种气体;在温度不变的情况下;压强p与体积V成反比．②公式：p1V1＝p2V2或pV＝C常量．2等容变化——查理定律：①内容：一定质量的某种气体;在体积不变的情况下;压强p与热力学温度T成正比．②公式：错误!＝错误!或错误!＝C常量．③推论式：Δp＝错误!·ΔT.3等压变化——盖—吕萨克定律：①内容：一定质量的某种气体;在压强不变的情况下;其体积V与热力学温度T 成正比．②公式：错误!＝错误!或错误!＝C常量．③推论式：ΔV＝错误!·ΔT.5．理想气体状态方程1理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体．①理想气体是一种经科学的抽象而建立的理想化模型;实际上不存在．②理想气体不考虑分子间相互作用的分子力;不存在分子势能;内能取决于温度;与体积无关．③实际气体特别是那些不易液化的气体在压强不太大;温度不太低时都可看作理想气体．2一定质量的理想气体状态方程：错误!＝错误!或错误!＝C常量．典例突破考点一气体压强的产生与计算1．产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁;形成对器壁各处均匀、持续的压力;作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．2．决定因素1宏观上：决定于气体的温度和体积．2微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度．3．平衡状态下气体压强的求法1液片法：选取假想的液体薄片自身重力不计为研究对象;分析液片两侧受力情况;建立平衡方程;消去面积;得到液片两侧压强相等方程．求得气体的压强．2力平衡法：选取与气体接触的液柱或活塞为研究对象进行受力分析;得到液柱或活塞的受力平衡方程;求得气体的压强．3等压面法：在连通器中;同一种液体中间不间断同一深度处压强相等．4．加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱或活塞为研究对象;进行受力分析;利用牛顿第二定律列方程求解．例1．如图中两个汽缸质量均为M;内部横截面积均为S;两个活塞的质量均为m;左边的汽缸静止在水平面上;右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下．两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B;大气压为p0;求封闭气体A、B的压强各多大解析：题图甲中选m为研究对象．p A S＝p0S＋mg得p A＝p0＋错误!题图乙中选M为研究对象得p B＝p0－错误!.答案：p0＋错误!p0－错误!例2．若已知大气压强为p0;在下图中各装置均处于静止状态;图中液体密度均为ρ;求被封闭气体的压强．解析：在甲图中;以高为h的液柱为研究对象;由二力平衡知p气S＝－ρghS＋p0S所以p气＝p0－ρgh在图乙中;以B液面为研究对象;由平衡方程F上＝F下有：p A S＋p h S＝p0Sp气＝p A＝p0－ρgh在图丙中;仍以B液面为研究对象;有p A＋ρgh sin 60°＝p B＝p0所以p气＝p A＝p0－错误!ρgh在图丁中;以液面A为研究对象;由二力平衡得p气S＝p0＋ρgh1S;所以p气＝p0＋ρgh1答案：甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－错误!ρgh丁：p0＋ρgh1例3．如图所示;光滑水平面上放有一质量为M的汽缸;汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞;活塞面积为S.现用水平恒力F向右推汽缸;最后汽缸和活塞达到相对静止状态;求此时缸内封闭气体的压强p.已知外界大气压为p0解析：选取汽缸和活塞整体为研究对象;相对静止时有：F＝M＋ma再选活塞为研究对象;根据牛顿第二定律有：pS－p0S＝ma解得：p＝p0＋错误!.答案：p0＋错误!考点二气体实验定律及理想气体状态方程1．理想气体状态方程与气体实验定律的关系错误!＝错误!错误!2．几个重要的推论1查理定律的推论：Δp＝错误!ΔT2盖—吕萨克定律的推论：ΔV＝错误!ΔT3理想气体状态方程的推论：错误!＝错误!＋错误!＋……例4．如图;一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成;两圆筒中各有一个活塞．已知大活塞的质量为m1＝2.50 kg;横截面积为S1＝80.0 cm2；小活塞的质量为m2＝1.50 kg;横截面积为S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接;间距保持为l＝40.0 cm；汽缸外大气的压强为p＝1.00×105 Pa;温度为T＝303 K．初始时大活塞与大圆筒底部相距错误!;两活塞间封闭气体的温度为T1＝495 K．现汽缸内气体温度缓慢下降;活塞缓慢下移;忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦;重力加速度大小g取10 m/s2.求：1在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间;汽缸内封闭气体的温度；2缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时;缸内封闭气体的压强．解析1设初始时气体体积为V1;在大活塞与大圆筒底部刚接触时;缸内封闭气体的体积为V2;温度为T2.由题给条件得V1＝S1错误!＋S2错误!①V2＝S2l②在活塞缓慢下移的过程中;用p1表示缸内气体的压强;由力的平衡条件得S1p1－p＝m1g＋m2g＋S2p1－p③故缸内气体的压强不变．由盖-吕萨克定律有错误!＝错误!④联立①②④式并代入题给数据得T2＝330 K⑤2在大活塞与大圆筒底部刚接触时;被封闭气体的压强为p1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中;被封闭气体的体积不变．设达到热平衡时被封闭气体的压强为p′;由查理定律;有错误!＝错误!⑥联立③⑤⑥式并代入题给数据得p′＝1.01×105 Pa⑦答案1330 K 21.01×105 Pa例5．一氧气瓶的容积为0.08 m3;开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时;需重新充气．若氧气的温度保持不变;求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．解析：设氧气开始时的压强为p1;体积为V1;压强变为p22个大气压时;体积为V2.根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2①重新充气前;用去的氧气在p2压强下的体积为V3＝V2－V1②设用去的氧气在p01个大气压压强下的体积为V0;则有p2V3＝p0V0③设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为ΔV;则氧气可用的天数为N＝V0/ΔV④联立①②③④式;并代入数据得N＝4天⑤答案：4天考点三气体状态变化的图象问题一定质量的气体不同图象的比较例6．为了将空气装入气瓶内;现将一定质量的空气等温压缩;空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是解析：选B.等温变化时;根据pV＝C;p与错误!成正比;所以p－错误!图象是一条通过原点的直线;故正确选项为B.当堂达标1．如图所示;一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置;金属圆块A的上表面是水平的;下表面是倾斜的;下表面与水平面的夹角为θ;圆块的质量为M;不计圆块与容器内壁之间的摩擦;若大气压强为p0;则被圆块封闭在容器中的气体的压强p为________．解析：对圆块进行受力分析：重力Mg;大气压的作用力p0S;封闭气体对它的作用力错误!;容器侧壁的作用力F1和F2;如图所示．由于不需要求出侧壁的作用力;所以只考虑竖直方向合力为零;就可以求被封闭的气体压强．圆块在竖直方向上受力平衡;故p0S＋Mg＝错误!·cos θ;即p＝p0＋错误!.答案：p0＋错误!2．某压缩式喷雾器储液桶的容量是5.7×10－3 m3.往桶内倒入4.2×10－3 m3的药液后开始打气;打气过程中药液不会向外喷出．如果每次能打进2.5×10－4m3的空气;要使喷雾器内药液能全部喷完;且整个过程中温度不变;则需要打气的次数是A．16次B．17次C．20次D．21次解析：选B.设大气压强为p;由玻意耳定律;npV0＋pΔV＝pV;V0＝2.5×10－4m3;ΔV ＝5.7×10－3m3－4.2×10－3m3＝1.5×10－3m3;V＝5.7×10－3m3;解得n＝16.8次≈17次;选项B正确．3．多选一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程;其中bc的延长线通过原点;cd垂直于ab且与水平轴平行;da与bc平行;则气体体积在A．ab过程中不断增大B．bc过程中保持不变C．cd过程中不断增大D．da过程中保持不变解析：选AB.首先;因为bc的延长线通过原点;所以bc是等容线;即气体体积在bc过程中保持不变;B正确；ab是等温线;压强减小则体积增大;A正确；cd是等压线;温度降低则体积减小;C错误；连接aO交cd于e;如图所示;则ae是等容线;即V a＝V e;因为V d＜V e;所以V d＜V a;da过程中体积不是保持不变;D错误．4．已知湖水深度为20 m;湖底水温为4 ℃;水面温度为17 ℃;大气压强为1.0×105Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时;其体积约为原来的取g＝10 m/s2;ρ水＝1.0×103 kg/m3A．2.8倍B．8.5倍C．3.1倍D．2.1倍解析：选C.一标准大气压约为10 m高的水柱产生的压强;所以气泡在湖底的压强p1约为3.0×105Pa;由理想气体状态方程得;错误!＝错误!;而T1＝4＋273K＝277 K;T2＝17＋273K＝290 K;温度基本不变;压强减小为原来的错误!;体积扩大为原来的3倍左右;C项正确．5．如图所示;上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置;横截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60 cm 处设有a、b两限制装置;使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上;缸内气体的压强为p0p0＝1.0×105 Pa为大气压强;温度为300 K．现缓慢加热汽缸内气体;当温度为330 K时;活塞恰好离开a、b；当温度为360 K时;活塞上移了4 cm.g 取10 m/s2.求活塞的质量和物体A的体积．解析：设物体A的体积为ΔV;T1＝300 K;p1＝1.0×105Pa;V1＝60×40 cm3－ΔV;T2＝330 K;p2＝错误!Pa;V2＝V1;T3＝360 K;p3＝p2;V3＝64×40 cm3－ΔV.由状态1到状态2为等容过程;则错误!＝错误!;代入数据得m＝4 kg.由状态2到状态3为等压过程;则错误!＝错误!;代入数据得ΔV＝640 cm3.答案：4 kg 640 cm3。

第4节气体实验定律的图像表示及微观解释一、图像特点1．一定质量的某种气体在等温、等容、等压变化中的规律，既可以用公式表示，也可用图像表示。

2．一定质量的某种气体做等温变化时，在p -V图线中，气体的温度越高，等温线离坐标原点越远。

3．一定质量的某种气体做等容变化时，在p -T图线中，气体的体积越大，等容线的斜率越小。

4．一定质量的某种气体做等压变化时，在V -T图线中，气体的压强越大，等压线的斜率越小。

二、气体实验定律的微观解释1．玻意耳定律一定质量的理想气体分子总数不变，温度保持不变时，分子平均动能也保持不变。

当气体体积减小时，单位体积内的分子数将增多，气体的压强也增大；当气体体积增大时，单位体积内的分子数将减少，气体的压强也就减小。

2．查理定律一定质量的理想气体，在体积保持不变时，单位体积的分子数保持不变。

当温度升高时，分子平均动能增大，气体的压强也增大；当温度降低时，分子平均动能减小，气体的压强也减小。

3．盖吕萨克定律一定质量理想气体，当气体的温度升高时，分子平均动能增大，气体的压强随之增大，为了保持压强不变，单位体积的分子数相应减小，对于一定质量的气体，分子总数保持不变，气体的体积必然相应增大。

1．判断：(1)一定质量的气体，体积不变，压强减小时，气体分子的平均动能一定减小。

()(2)一定质量的气体，温度不变，压强增大时，气体分子的密集程度一定减小。

()(3)一定质量的气体，压强不变，体积减小时，气体分子的平均动能一定增大。

()(4)一定质量的气体，压强和体积都增大时，气体的温度一定是升高的。

()答案：(1)√(2)×(3)×(4)√2．思考：气体等温变化图线有什么特点？如果作出p -1V图像，那么图线具有什么特点？ 提示：双曲线的一支，与坐标轴永远没有交点，等温线离原点越远，温度越高。

如果把1V 看成一个整体，那么p 与1V 成正比例关系，因此p -1V 图线是一条过原点的直线。

课时安排：2课时教学目标：1. 理解气体动理论的基本概念，包括气体分子运动、压强、体积、温度等状态参量。

2. 掌握平衡态和平衡过程的概念，理解理想气体状态方程及其应用。

3. 通过分子动理论，理解气体压强的微观解释以及气体实验定律的微观解释。

4. 培养学生运用微观解释宏观现象的能力，提高分析、综合、归纳能力。

教学重点：1. 气体动理论的基本概念。

2. 平衡态和平衡过程。

3. 理想气体状态方程及其应用。

4. 气体压强的微观解释。

教学难点：1. 平衡态和平衡过程的理解。

2. 理想气体状态方程的应用。

3. 气体压强的微观解释。

教学准备：1. 教师准备多媒体课件，包括气体动理论的基本概念、平衡态和平衡过程、理想气体状态方程、气体压强的微观解释等内容。

2. 学生准备复习笔记，对气体动理论的相关知识进行回顾。

教学过程：第一课时一、导入1. 引导学生回顾物理学史，介绍气体动理论的起源和发展。

2. 提出本节课的学习目标，让学生明确学习内容。

二、基本概念1. 介绍气体的状态参量：压强、体积、温度。

2. 解释压强的概念，说明压强的单位。

3. 介绍体积的概念，说明体积的物理意义。

4. 解释温度的概念，说明温度的物理意义。

三、平衡态和平衡过程1. 介绍平衡态的概念，说明平衡态的特点。

2. 介绍平衡过程的概念，说明平衡过程的特点。

3. 通过动画模拟，展示平衡态和平衡过程。

四、理想气体状态方程1. 介绍理想气体状态方程，说明其意义。

2. 解释方程中的各个物理量的含义。

3. 通过实例，讲解理想气体状态方程的应用。

第二课时一、气体压强的微观解释1. 介绍分子动理论，说明分子运动的特点。

2. 解释气体压强的微观解释，说明气体压强产生的原因。

3. 通过实例，说明气体压强的微观解释。

二、气体实验定律的微观解释1. 介绍玻意耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律的微观解释。

2. 通过实例，说明气体实验定律的微观解释。

三、总结与作业1. 总结本节课所学内容，强调重点和难点。

《气体实验定律的微观解释》学习任务单一、学习目标1、理解气体实验定律（玻意耳定律、查理定律和盖吕萨克定律）的内容。

2、从微观角度解释气体实验定律，理解气体压强、温度和体积的微观本质。

3、培养微观想象力和逻辑推理能力，能够运用微观解释分析和解决实际问题。

二、学习重难点1、重点（1）气体实验定律的内容和表达式。

（2）气体压强、温度和体积的微观解释。

2、难点（1）从微观角度构建气体分子的运动模型，解释实验定律。

（2）理解气体压强的微观本质。

三、知识回顾1、理想气体模型假设气体分子本身的大小与气体所占的体积相比可以忽略不计，气体分子之间没有相互作用力，气体分子除碰撞外做自由运动。

2、气体压强的产生大量气体分子频繁地碰撞容器壁，对容器壁产生持续的压力，从而产生压强。

四、学习内容（一）玻意耳定律的微观解释玻意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强 p与体积 V 成反比，即 pV ＝常数。

微观解释：当温度不变时，分子的平均动能不变。

气体体积增大时，单位体积内的分子数减少，分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少，导致压强减小；反之，气体体积减小时，单位体积内的分子数增多，分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数增多，压强增大。

（二）查理定律的微观解释查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强 p 与热力学温度 T 成正比，即 p/T ＝常数。

微观解释：体积不变时，单位体积内的分子数不变。

当温度升高时，分子的平均动能增大，分子运动速度增大，单位时间内分子对单位面积器壁的碰撞力增大，碰撞次数增多，从而导致压强增大；温度降低时，分子的平均动能减小，碰撞力减小，碰撞次数减少，压强减小。

（三）盖吕萨克定律的微观解释盖吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V 与热力学温度 T 成正比，即 V/T ＝常数。

微观解释：压强不变时，意味着单位时间内单位面积器壁所受的冲量不变。

当温度升高时，分子的平均动能增大，分子运动速度增大，为了保持压强不变，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少，所以体积必须增大；当温度降低时，分子的平均动能减小，分子运动速度减小，为保持压强不变，气体分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数增多，所以体积必须减小。