第三章第2节 气体实验定律的图像表示及微观解释

物理学家费尔德曾指出：当你领悟一个出色的公式时，你会得到如同听巴哈的乐曲一样的感受。判天地之美，析万物之理气体实验定律除了可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？问题2气体实验定律的图像表示及微观解释气体实验定律的图象表示活动一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？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？问题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1123TTT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？讨论2123VVV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？问题21、等温线2、等容线3、等压线如图甲中的实线表示1mol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。例题从微观角度解释气体实验定律气体实验定律既能用公式表示，也能用图像表示，它反映了气体宏观物理之间的关系。怎样从微观分子分布与运动的角度来解释气体实验定律呢？活动二问题1气体压强是由于气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的，从微观上看取决于气体分子的密集程度和分子的平均动能这两个方面。当气体的状态参量发生变化时，以上两个方面如何相互制约呢？问题21、对玻意耳定律的解释：一定质量的气体做等温变化时，气体分子的平均动能是一定的，气体体积越小，分子的密集程度越大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数越多，故而压强越大。pVc2、对查理定律的解释：一定质量的气体做等容变化时，气体分子的密集程度不变，当温度升高时，分子热运动的平均动能增大，分子运动速率增大，这一方面使得分子撞击到器壁上单位面积上的分子数增多，同时撞击力也增大，从而使得气体压强增大。pcT3、对盖·吕萨克定律的解释：一定质量的气体，当温度升高时，气体分子热运动的平均动能增大，这会使气体对器壁的压强增大，要使压强保持不变，必须减小气体分子的密集程度，使单位时间内与器壁单位面积上碰撞的分子数减少，这在宏观上表现为气体体积增大。VcT小结问题1气体实验定律的图像一般有几种？问题2等温线、等容线、等压线分别有什么特点？问题3如何从图像中认识状态参量的变化？问题4如何从微观角度解释气体实验定律？