8.4气体热现象的微观意义

教学目标知识与能力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。教具计算机控制的大屏幕显示仪；自制的显示气体压强微观解释的计算机软件。单个分子的运动是无规则的思路:四枚硬币,每投掷一次,正面朝上的硬币数是不一定的若投掷很多次后,正面朝上的硬币数是否会存在某种规律性呢?(微观宏观)大量气体分子的运动是否存在一定的规律类比(微观宏观)类比实验一:每个人都把4枚硬币握在手中,在桌面上随意投掷10次,记录每次投掷是正面朝上的硬币数,统计共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,将结果填在以下表格中总共投掷的次数4枚硬币中正面朝上的硬币枚数01234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统计对象次数统计项目单个气体分子的运动是无规则的思路:四枚硬币,每投掷一次,正面朝上的硬币数是不确定的投掷很多次后,正面朝上的硬币数存在着一定的统计规律大量气体分子的运动也应该存在一定的统计规律(微观宏观)类比(微观宏观)类比微观探究1.中间多，两头少。3.温度越高，分子热运动越激烈。2.温度高的气体分子的速率可能比温度低的气体分子的速率小。气体分子的速率的分布规律：微观探究……2.气体能充满它所能到达的整个空间气体的体积为容器的容积3.在空间,向各个方向运动的气体分子数目是相等的1.温度升高时,分子的热运动越剧烈kEaTa为比例常数温度是分子平均动能的标志一.气体分子运动的特点:实验步骤:1．在距离电子秤一定的高度,将装有小钢球的试管以与水平方向一定的夹角θ倾斜,使钢球连续地倒在称盘上，观察读数变化２．在同一高度,将试管与水平方向的夹角θ增大,则在相同时间内倒出更多的钢球在秤盘上，观察读数的变化３．保持上述步骤中的夹角θ不变,将试管放到更高的位置,使钢球落秤盘上时的平均动能增大，观察读数的变化－－－分子密集程度－－－分子的平均动能二.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碰撞器壁而产生的2.影响气体压强的两个因素:气体分子的平均动能气体分子的密集程度-----温度-----体积三.对气体实验定律的微观解释1.玻意耳定律(等温变化)p1V1=p2V2,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,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,压强越大一定质量的气体一定质量的气体2.查理定律(等容变化)2211TpTp,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,一定质量的气体则保持压强不变3.盖-吕萨克定律(等压变化)2211TVTV要推论宏观物质的表现，就必须采用统计方法，由对单个原子（分子）物理参量的适当统计平均，来得出支配宏观行为的规律——罗杰•彭罗斯例1.对气体实验定律的微观解释1、玻意耳定律一定量的气体，温度保持不变时，分子的是一定的，在这种情况下，体积减小时，分子的增大，气体的压强就增大。2、查理定律一定量的气体，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，分子的平均动能，气体的压强增大。3、盖—吕萨克定律一定量的气体，温度升高时，分子的平均动能，只有气体的体积同时，使分子的密集程度，才能保持压强不变。平均动能密集程度增大增大增大减小密集程度例2.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B例3.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A1、气体的压强是由下列那种原因造成的（）A、气体分子对器壁的吸引力B、气体分子对器壁的碰撞力C、气体分子对器壁的排斥力D、气体的重力2、下列关于气体的说法中，正确的是（）A、由于气体分子运动的无规则性，所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等B、气体的温度升高时，所有的气体分子的速率都增大C、一定体积的气体，气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大D、气体的分子数越多，气体的压强就越大随堂练习BC3、在一定温度下，当一定量气体的体积减小时，气体的压强增大，这是因为（）A、单位体积内的分子数变大，单位时间内对器壁碰撞的次数增大B、气体分子密度变大，分子对器壁的吸引力变大C、每个分子对器壁的平均碰撞力变大D、气体分子的密度变大，单位体积内分子的重量变大4、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，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、一定量的气体，温度一定，体积减小，分子密度增大ACD课后作业:阅读课本P29《科学漫步》