《气体热现象的微观解释》课件.ppt
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- 气体热现象的微观解释 气体 现象 微观 解释 课件
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1、【例【例1 1】(】(20102010福建高考)福建高考)18591859年麦年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律,后来有许多实验验证了这的分布规律,后来有许多实验验证了这一规律一规律.若以横坐标若以横坐标v v表示分子速率表示分子速率,纵坐标纵坐标f(v)f(v)表示各速表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比率区间的分子数占总分子数的百分比.下面各幅图中能正下面各幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是_._.(填选项字母填选项字母)【思路点拨】【思路点拨】根据气体分子速率分布规律根据气体分子速
2、率分布规律.【自主解答】【自主解答】选选D.D.气体分子速率分布规律是中间多两头气体分子速率分布规律是中间多两头少少,且分子不停地做无规则运动且分子不停地做无规则运动,速度为零的分子是没有速度为零的分子是没有,故选故选D.D.【变式训练】下列关于气体分子运动的说法正确的是【变式训练】下列关于气体分子运动的说法正确的是 ()A.A.分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外,可在空间自由移分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外,可在空间自由移动动B.B.分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动C.C.分子沿各个方向运动的机会相等分子沿各个方向运动的机会相等D.D.分子的速率分布毫
3、无规律分子的速率分布毫无规律【解析】【解析】选选A A、B B、C.C.分子的频繁碰撞使其做杂乱无章的分子的频繁碰撞使其做杂乱无章的无规则运动,除碰撞外,分子可做匀速直线运动,无规则运动,除碰撞外,分子可做匀速直线运动,A A、B B对对.大量分子运动遵守统计规律,如分子向各方向运动机大量分子运动遵守统计规律,如分子向各方向运动机会均等,分子速率分布呈会均等,分子速率分布呈“中间多,两头少中间多,两头少”的规律,的规律,C C对,对,D D错错.【例【例2 2】如图】如图8-4-18-4-1所示,两个完全相所示,两个完全相同的圆柱形密闭容器,甲中恰好装满同的圆柱形密闭容器,甲中恰好装满水,乙中
4、充满空气,则下列说法中正水,乙中充满空气,则下列说法中正确的是(容器容积恒定)确的是(容器容积恒定)A.A.两容器中器壁的压强都是由于分子两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的撞击器壁而产生的B.B.两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的C.C.甲容器中甲容器中p pA Ap pB B,乙容器中,乙容器中p pC C=p=pD DD.D.当温度升高时,当温度升高时,p pA A、p pB B变大,变大,p pC C、p pD D也要变大也要变大【标准解答】【标准解答】选选C.C.对甲容器压强产生的原因是由于液体对甲容器压强产生的原因
5、是由于液体受到重力的作用,而乙容器压强产生的原因是分子撞击受到重力的作用,而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁产生的,器壁产生的,A A、B B错,液体的压强错,液体的压强p=ghp=gh,h hA Ah hB B,可知,可知p pA Ap pB B,而密闭容器中气体压强各处均相等,与位置无关,而密闭容器中气体压强各处均相等,与位置无关,p pC C=p=pD D,C C对;温度升高时,对;温度升高时,p pA A、p pB B不变,而不变,而p pC C、p pD D增大,增大,D D错错.【互动探究】本题中若让两容器同时竖直上抛(不计空【互动探究】本题中若让两容器同时竖直上抛(不计空气阻力
6、),容器侧壁上的压强将怎样变化?同时斜抛、气阻力),容器侧壁上的压强将怎样变化?同时斜抛、竖直下抛压强又将怎样变化?竖直下抛压强又将怎样变化?【解析】【解析】甲容器竖直上抛后完全失重,液体对容器壁不甲容器竖直上抛后完全失重,液体对容器壁不产生压力,压强为零,乙容器中的气体由于分子数密度产生压力,压强为零,乙容器中的气体由于分子数密度及温度未变,器壁各处的压强不发生变化及温度未变,器壁各处的压强不发生变化.另外斜抛、竖另外斜抛、竖直下抛后也都是处于完全失重状态,故情况相同直下抛后也都是处于完全失重状态,故情况相同.答案:答案:均为甲容器侧壁上的压强变为零,乙容器侧壁上均为甲容器侧壁上的压强变为零
7、,乙容器侧壁上的压强不变化的压强不变化.【例【例3 3】对一定质量的气体,若用】对一定质量的气体,若用N N表示单位时间内与器表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数,则(壁单位面积碰撞的分子数,则()A.A.当体积减小时,当体积减小时,N N必定增加必定增加B.B.当温度升高时,当温度升高时,N N必定增加必定增加C.C.当压强不变而体积和温度变化时,当压强不变而体积和温度变化时,N N必定变化必定变化D.D.当体积不变而压强和温度变化时,当体积不变而压强和温度变化时,N N可能不变可能不变【标准解答】【标准解答】选选C.C.一定质量的气体,在单位时间内与器一定质量的气体,在单位时间内与器壁
8、单位面积的碰撞次数,取决于分子的密集程度和分子壁单位面积的碰撞次数,取决于分子的密集程度和分子运动的剧烈程度,即与体积和温度有关,故运动的剧烈程度,即与体积和温度有关,故A A、B B错;压错;压强不变,说明气体分子对器壁单位面积上的撞击力不变,强不变,说明气体分子对器壁单位面积上的撞击力不变,若温度改变,则气体分子平均动能必改变,要保持撞击若温度改变,则气体分子平均动能必改变,要保持撞击力不变,则碰撞次数必改变;若体积改变,同理可判断,力不变,则碰撞次数必改变;若体积改变,同理可判断,N N也必定变化,故也必定变化,故C C对对D D错错.【变式训练】封闭在汽缸内一定质量的气体,如果保持【变
9、式训练】封闭在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,下列说法正确的是气体体积不变,当温度升高时,下列说法正确的是()()A.A.气体的密度变大气体的密度变大B.B.气体的压强增大气体的压强增大C.C.分子的平均动能减小分子的平均动能减小D.D.气体在单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增多气体在单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增多【解析】【解析】选选B B、D.D.气体的质量和体积都不发生变化故密度气体的质量和体积都不发生变化故密度不变,不变,A A项错项错.温度是分子平均动能的标志温度是分子平均动能的标志,温度升高分子温度升高分子平均动能增大,平均动能增大,C C项错项错
10、.分子数不变分子数不变,体积不变体积不变,但分子运但分子运动的剧烈程度加剧了,故单位时间内撞击器壁的分子数动的剧烈程度加剧了,故单位时间内撞击器壁的分子数增多,气体压强增大,故增多,气体压强增大,故B B、D D正确正确.1.1.(20102010东莞高二检测)关于密闭容器中气体的压强,东莞高二检测)关于密闭容器中气体的压强,下列说法正确的是(下列说法正确的是()A.A.是由于气体分子相互作用产生的是由于气体分子相互作用产生的B.B.是由于气体分子碰撞容器壁产生的是由于气体分子碰撞容器壁产生的C.C.是由于气体的重力产生的是由于气体的重力产生的D.D.气体温度越高,压强就一定越大气体温度越高,
11、压强就一定越大【解析】【解析】选选B.B.气体的压强是由容器内的大量分子撞击器气体的压强是由容器内的大量分子撞击器壁产生的,壁产生的,A A、C C错,错,B B对对.气体的压强受温度、体积影响,气体的压强受温度、体积影响,温度升高,若体积变大,压强不一定增大,温度升高,若体积变大,压强不一定增大,D D错错.2.2.关于气体分子,下列说法中正确的是(关于气体分子,下列说法中正确的是()A.A.由于气体分子间的距离很大,气体分子可以视为质点由于气体分子间的距离很大,气体分子可以视为质点B.B.气体分子除了碰撞以外,可以自由地运动气体分子除了碰撞以外,可以自由地运动C.C.气体分子之间存在相互斥
12、力,所以气体对容器壁有压气体分子之间存在相互斥力,所以气体对容器壁有压强强D.D.在常温常压下,气体分子的相互作用力可以忽略在常温常压下,气体分子的相互作用力可以忽略【解析】【解析】选选B B、D.D.通常情况下,分子间距离较大,相互作通常情况下,分子间距离较大,相互作用力可以忽略,气体分子能否视为质点应视问题而定,用力可以忽略,气体分子能否视为质点应视问题而定,A A错、错、D D对对.气体分子间除相互碰撞及与器壁的碰撞外,不气体分子间除相互碰撞及与器壁的碰撞外,不受任何力的作用,可自由移动,受任何力的作用,可自由移动,B B对对.气体对器壁的压强气体对器壁的压强是由大量分子碰撞器壁产生,是
13、由大量分子碰撞器壁产生,C C错错.3.3.对一定量的理想气体,用对一定量的理想气体,用p p、V V、T T分别表示气体压强、分别表示气体压强、体积和温度,则有(体积和温度,则有()A.A.若若T T不变,不变,p p增大,则分子热运动的平均动能增大增大,则分子热运动的平均动能增大B.B.若若p p不变,不变,V V增大,则分子热运动的平均动能减小增大,则分子热运动的平均动能减小C.C.若若p p不变,不变,T T增大,则单位体积中的分子数减少增大,则单位体积中的分子数减少D.D.若若V V不变,不变,p p减小,则单位体积中的分子数减少减小,则单位体积中的分子数减少【解析】【解析】选选C.
14、C.分子平均动能只与温度有关,分子平均动能只与温度有关,A A错;若错;若p p不不变,变,V V增大,则增大,则T T升高,升高,B B错;若错;若p p不变,不变,T T增大,则增大,则V V增大,增大,C C正确;若正确;若V V不变,单位体积内的分子数不变,故不变,单位体积内的分子数不变,故D D错错.4.4.对于气体分子的运动,下列说法正确的是(对于气体分子的运动,下列说法正确的是()A.A.一定温度下某理想气体的分子的碰撞虽然十分频繁但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同一时刻,每个分子的速率都相等B.B.一定温度下某理想气体的分子速率一般
15、不等,但速率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很大和速率很小的分子数目相对较少C.C.一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章的运动可能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会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况D.D.一定温度下某理想气体,当温度升高时,其中某一定温度下某理想气体,当温度升高时,其中某1010个个分子的平均动能可能减少分子的平均动能可能减少【解析】【解析】选选B B、D.D.一定温度下某理想气体分子碰撞十分频一定温度下某理想气体分子碰撞十分频繁繁,单个分子运动杂乱无章单个分子运动
16、杂乱无章,速率不等速率不等,但大量分子的运动但大量分子的运动遵守统计规律遵守统计规律,速率大和速率小的分子数目相对较少,向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,各个方向运动的分子数目相等,A A、C C错,错,B B对;温度升高对;温度升高时,大量分子平均动能增大,但对个别或少量(如时,大量分子平均动能增大,但对个别或少量(如1010个)个)分子的动能有可能减少,分子的动能有可能减少,D D对对.5.5.一定质量的某种理想气体,当体积减小为原来的一半,一定质量的某种理想气体,当体积减小为原来的一半,其热力学温度变为原来的其热力学温度变为原来的2 2倍时,它的压强变为原
17、来的多倍时,它的压强变为原来的多少少?试从压强和温度的微观意义进行解释试从压强和温度的微观意义进行解释.【解析】【解析】由理想气体状态方程由理想气体状态方程 =恒量得,压强变为原恒量得,压强变为原来的来的4 4倍倍.从微观角度看,气体压强的大小跟两个因素有从微观角度看,气体压强的大小跟两个因素有关:一个是气体分子的平均动能,一个是气体分子的密关:一个是气体分子的平均动能,一个是气体分子的密集程度,当体积减小为原来的一半时,气体分子的密集集程度,当体积减小为原来的一半时,气体分子的密集程度变为原来的两倍,这时气体的压强相应地变为原来程度变为原来的两倍,这时气体的压强相应地变为原来pVT的两倍,这
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