8.4 气体实验定律的微观解释
8.4气体热现象的微观意义
1.当温度升高时，气体分子的速率分布规律会发生怎样 的变化？ 当温度升高时“中间多”的这一“高峰”向速率大的一 方移动，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. 2.理想气体的热力学温度T与分子的平均动能之间的关系 是什么？ 理想气体的热力学温度T与分子的平均动能成正比，即 T aEk，因此温度是分子平均动能的标志.
3、大气压强是由于空气柱的重力导致的，所以大气压强与 气体压强不是同一个概念，大气压强包含于气体压强。
1.尝试从微观角度解释玻意耳定律. 一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，体积减小分子的 密集程度增大，气体的压强就增大;体积增大分子的密集程度减 小，气体的压强就减小.这就是玻意耳定律的微观解释.
3.封闭汽缸内一定质量的气体，如果保持气体 体积不变，当温度升高时，下列说法正确的是( ) A.气体的密度增大 B.气体的压强增大 C.气体分子的平均动能减小 D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
4.(10分)用打气筒给自行车胎打气越打越费力， 你怎样解释这一现象？ 【解析】决定气体压强的因素有两个，一个因素 是气体分子密集程度，另一个因素是气体的温度. 用打气筒给自行车胎打气过程中，越来越多的空 气进入轮胎，轮胎内气体分子密集程度越来越大. 如果不考虑轮胎内气体温度的变化，分子密集程 度引起轮胎内压强增大，就会感觉到打气越打越 费力.
2.决定气体压强大小的因素有几个？它们怎样影响气体的压 强？ 气体压强由单位体积内气体分子的数目(气体分子的密度)和 平均动能决定.即单位体积内气体分子的数目(气体分子密度 )大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多， 气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与 器壁的碰撞(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就大；所以分子 密集程度越大，温度越高，气体的压强就越大.
高中物理第八章气体8.4气体热现象的微观意义-3一等奖公开课ppt课件
特别提醒 单个或少量分子的运动是“个性行为”，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．
典例精析 对于气体分子的运动，下列说法正确的是( )
A．一定温度下某理想气体的分子的碰撞虽然十分频繁，但同一 时刻，每个分子的速率都相等
B．一定温度下某理想气体的分子速率一般不等，但速率很大和 速率很小的分子数目相对较少
典例精析 对于一定质量的气体，下列叙述中正确的是( )
A．如果体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰 撞次数一定增多
B．如果压强增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰 撞次数一定增多
C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰 撞次数一定增多
D．如果分子密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁 的碰撞次数一定增多
【解析】 根据统计规律，分子速率较大、较小的分子数目较少， 符合这一特点的图象是 D.
【答案】 D
知识点二 对气体压强的理解 重点聚焦
1．气体压强的产生：单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大 量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分 子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位 面积上的平均作用力．
C．一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现 某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况
D．一定温度下某理想气体，当温度升高时，其中某 10 个分子的 平均动能可能减少
【解析】 一定温度下某理想气体分子碰撞十分频繁，单个分子 运动杂乱无章，速率不等，但大量分子的运动遵守统计规律，速率大 和速率小的分子数目相对较少，向各个方向运动的分子数目相等，A、 C 错；B 对；温度升高时，大量分子平均动能增大，但对少量(如 10 个)分子的动能有可能减少，D 对．
8.4-气体热现象的微观意义
结论：大米的动能越大，对秤盘压强越大 类比：气体分子平均动能越大，气体压强越大
温度
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【实验二】
在相同高度， 将大米更密集倒在秤盘上，观察示数 实验现象： 倒在秤盘上的大米越密集，示数越大
类比：气体分子越密集，气体压强越大 体积
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② 温度越高， 分子的热运动越剧烈；
③ 温度是分子平均动能的标志。
2.气体压强 的微观意义
密闭容器中的气体对器壁有压强，且对各 个器壁的压强相等。气体压强究竟是如何产生 的呢？
1.气体压强的概念：
——就是气体对于容器器壁的压强
2.气体压强的产生原因（微观解释）：
——大量分子频繁地碰撞器壁，对器壁产生
乙：但两颗炸弹与你坐不坐飞机有什么关系？
甲：当然有关系啦．不是说同时有两颗炸弹的概率很小吗，我 现在自带了一颗炸弹，飞机上再有一颗几乎是不可能的， 所以我才放心地来坐飞机！
乙：#￥%&…我和你想的一样，我也带了一颗！
一、随机性与统计规律
伽尔顿板
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
第八章 气 体
8.4 气体热现象的微观意义
甲：我很怕坐飞机，我问过专家，每架飞机上有炸弹 的概率是万分之一．万分之一虽然很小，但还没小到 可以忽略不计的程度， 所以我以前从来不坐飞机。
乙：可是你今天为什么来坐飞机了？
甲：我又问过专家，每架飞机上有一颗炸弹的概率是万分之一， 但每架飞机上同时有两颗炸弹的概率只有亿分之一．这已经 小到可以忽略不计了。
盖-吕萨克定律
m一定
V1 V2 T1 T2
T升高 V变大
§8.4气体热现象的微观意义
§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。
高中物理 8.4气体热现象的微观意义详解
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。
学案4：8.4气体热现象的微观意义
4 气体热现象的微观意义基础知识基本技能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2．气体压强的产生及决定因素(1)产生原因大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生气体的压强。
单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力，所以从分子动理论的观点看来，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。
(2)决定气体压强大小的因素①微观因素a．气体分子的密度：气体分子密度(即单位体积内气体分子的数目)大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多；b．气体分子的平均动能：气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁的碰撞(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间里，器壁受气体分子撞击的次数就多，累计冲力就大。
高中物理第八章气体8.4气体热现象的微观意义课件新人教选修
A.100 ℃的氧气,速率大的分子比例较多 B.具有最大比例的速率区间,0 ℃时对应的速率大 C.温度越高,分子的平均速率越大 D.在0 ℃时,也有一部分分子的速率比较大,说明气体内部有温度 较高的区域
探究一
探究二
解析:同一温度下,中等速率大的氧气分子数所占的比例大;温度 升高时,速率大的氧气分子数增加,使得氧气分子的平均速率增 大,100 ℃的氧气,速率大的分子比例较多,由图象可知,0 ℃时的最 大比例值大,但对应的分子速率小于100 ℃时的情况,A正确,B错误; 温度升高,分子的运动加剧,使得氧气分子的平均速率增大,C正确; 温度是分子平均动能的标志,与个别分子速率大小无关,气体内部 温度相同,D错误。
读一读·思一思 辨一辨·议一议
3.如何对盖—吕萨克定律进行微观解释? 答案:一定质量的某种理想气体,温度升高时,分子的平均动能增 大;只有气体的体积同时增大,使分子的密集程度减小,才能保持压 强不变。
读一读·思一思 辨一辨·议一议
1.思考辨析。 (1)气体的压强是由气体受到的重力产生的。 ( ) 解析:大量气体分子频繁地碰撞器壁产生气体压强,气体的压强 与气体所受的重力及分子间的相互作用力无关。 答案:× (2)大气压强是由于空气重力产生的。 ( ) 解析:大气压强是由空气的重力产生的。 答案:√ (3)气体的温度越高,压强就一定越大。 ( ) 解析:影响气体压强的因素有两个:一个是分子平均动能;一个是 分子数密度。故温度越高,压强不一定越大。 答案:×
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二、气体分子运动的特点 阅读教材第27页“气体分子运动的特点”和“气体温度的微观意义” 两部分,知道什么是气体的体积和分子的无序运动,了解运动的统 计规律和气体温度的微观意义。 1.气体的体积。 由于气体分子间的距离比较大,大约是分子直径的10倍左右,分 子间的作用力很弱,因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,不受力 而做匀速直线运动,因而气体能充满它所达到的整个空间,即气体 的体积为容器的容积。 2.分子运动的无序性。 分子之间及分子与器壁之间频繁地发生碰撞,使每个分子的速度 大小和方向频繁地改变,分子的运动杂乱无章。
气体实验定律的微观解释
气体实验定律的微观解释
(1)等温变化
一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能不变．在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强增大．
(2)等容变化
一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变．在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大．
(3)等压变化
一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大．只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变．
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次数 统计项目 总共投掷 4枚硬币中正面朝上的硬币枚数
统计对象
的次数
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
思路:
类比
单个气体分子的运
动是无规则的
(微观 宏观)
四枚硬币,每投掷一次, 正面朝上的硬币数是 不确定的
大量气体分子的运 类比
投掷很多次后,正面朝
动也应该存在一定
随堂练习
1、气体的压强是由下列那种原因造成的 （ B ） 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 （ C ） 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
的规律分布。
……
微观探究
微观探究
气体分子的速率的分布规律：
1.中间多，两头少。 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。 3.温度越高，分子热运动越激烈。
……
二.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.
2.对查理定律进行微观解释
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（n）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。
3.解释盖·吕萨克定律
一定质量（m）的理想气体的总分子数（N） 是一定的，要保持压强（p）不变，当温度（T） 升高时，全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（n）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。
D、一定量的气体，温度一定，体积减小，分子密 度增大
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 平均动能是一 定的，在这种情况下，体积减小时，分子的 密集程度增 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 密集程度 保 持不变，在这种情况下，温度升高时，分子的平均动 能 增大 ，气体的压强增大。
上的硬币数存在着一
的统计规律
(微观 宏观) 定的统计规律
微观探究
一、气体分子的运动特点
1.气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受 力而做匀速直线运动。
2.某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目都相 等。
3.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 4.气体分子做无规则运动，速率有大小，却按一定
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 增大，只 有气体的体积同时 增大 ，使分子的密集程度 减小，才 能保持压强不变。
例2.对一定质量的理想气体,下列四个论述中正 确的是( B ) 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
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.
三.用气体分子动理论解释实验三定律
1.解释玻意耳定律
一定质量（m）的理想气体，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）增大几倍时，则单 位体积内的分子数（n）变为原来的几分之一，因此气 体的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为 原来的几分之一，则压强增大几倍，即压强与体积成 反比。这就是玻意耳定律。
思路:
类比
单个分子的运动是
无规则的
(微观 宏观)
四枚硬币,每投掷一次, 正面朝上的硬币数是 不一定的
大量气体分子的运 类比
动是否存在一定的
规律
(微观 宏观)
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?
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
3、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 ） 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 （CD） 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