高中物理选修3--3第八章第四节《气体热现象的微观意义》新课教学课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《高中物理选修3--3第八章第四节《气体热现象的微观意义》新课教学课件.ppt》由用户(ziliao2023)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 气体热现象的微观意义 高中物理 选修 第八 第四 气体 现象 微观 意义 新课 教学 课件
- 资源描述:
-
1、选修选修3 33 3第八章第八章气体气体8.4气体热现象的微观意义气体热现象的微观意义事件2:没有水分,种子发芽 事件1:纸放在火上,纸被点燃 问题:问题:仔细观察三幅动态图,你能不能够仔细观察三幅动态图,你能不能够分析图中所描述的三种事件发生的可能性?分析图中所描述的三种事件发生的可能性?事件事件1 1必然出现事件事件2 2不可能出现事件事件3 3可能出现事件3:从一副扑克牌中任抽一张是红桃;概率理论中的三个概念:概率理论中的三个概念:1.1.必然事件:必然事件:指在一定条件下,必然会出现的事件。指在一定条件下,必然会出现的事件。2.2.不可能事件:不可能事件:指在一定条件下,不可能出现的事
2、件。指在一定条件下,不可能出现的事件。3.3.随机事件:随机事件:指在一定条件下,可能出现,也可能指在一定条件下,可能出现,也可能不出现的事件。不出现的事件。事件:投掷硬币正面朝上 问题:问题:观察动态图,图中描述的是一种什观察动态图,图中描述的是一种什么事件?这种事件的出现有没有什么规律?么事件?这种事件的出现有没有什么规律?图中描述的是图中描述的是随机事件随机事件,每一次事件的发生过程中,每一次事件的发生过程中,是否出现正面朝上具有偶然性,但出现的可能性是确定的。是否出现正面朝上具有偶然性,但出现的可能性是确定的。也就是说,个别随机事件的出现具有偶然性,但是,也就是说,个别随机事件的出现具
3、有偶然性,但是,大量随机事件的整体会表现出一定的规律大量随机事件的整体会表现出一定的规律-统计规律统计规律。问题:问题:怎样理解物质分子运动的无规则呢?怎样理解物质分子运动的无规则呢?1.1.单个分子的运动无规则,在某一时刻分子单个分子的运动无规则,在某一时刻分子的速度具有偶然性,速度的大小具有不确定性,是的速度具有偶然性,速度的大小具有不确定性,是0-V0-Vmaxmax间的某一个值。并且时间变化,速度大小间的某一个值。并且时间变化,速度大小也发生变化。也发生变化。2.2.大量分子的运动也无规则,在某一时刻,各大量分子的运动也无规则,在某一时刻,各个分子的速度大小亦不确定,但是大量分子通过统
4、个分子的速度大小亦不确定,但是大量分子通过统计规律求出的速率的平均值为一个不为计规律求出的速率的平均值为一个不为0 0的确定值,的确定值,该平均值能够反映反应分子运动的剧烈程度。该平均值能够反映反应分子运动的剧烈程度。问题:问题:热力学系统的热现象与分子热力学系统的热现象与分子的热运动有什么关系?的热运动有什么关系?个别分子的运动具有随机性,偶然性,个别分子的运动具有随机性,偶然性,不确定性。大量分子的热运动具有统计规不确定性。大量分子的热运动具有统计规律。热力学系统的热现象(温度、体积、律。热力学系统的热现象(温度、体积、压强)是大量分子热运动的统计规律在宏压强)是大量分子热运动的统计规律在
5、宏观上的表现。观上的表现。问题:问题:仔细观察动态图,气体容易被压缩,仔细观察动态图,气体容易被压缩,说明了什么?说明了什么?说明气体分子间的距离比较大,说明气体分子间的距离比较大,一般是一般是1010-9-9m m左右。左右。问题:问题:仔细观察气体分子运动的动态图,仔细观察气体分子运动的动态图,从力的角度看,分子做什么运动?从力的角度看,分子做什么运动?分子间距比较大,分子力很弱,分子间距比较大,分子力很弱,可以忽略不计,除了相互碰撞或者与器可以忽略不计,除了相互碰撞或者与器壁碰撞外,不受力,做匀速直线运动。壁碰撞外,不受力,做匀速直线运动。结论结论1 1:气体分子间的距离较大,气体分子间
6、的距离较大,分子间的相互作用力十分微弱,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或可以认为气体分子除相互碰撞或者与器壁碰撞外,不受力作用而者与器壁碰撞外,不受力作用而做匀速直线运动,气体分子可以做匀速直线运动,气体分子可以在空间自由移动,因此气体的分在空间自由移动,因此气体的分子可以充满整个容器空间。子可以充满整个容器空间。问题:问题:仔细观察动态图,既然气体仔细观察动态图,既然气体分子做匀速直线运动,分子的速度分子做匀速直线运动,分子的速度为什么又会具有随机性、偶然性、为什么又会具有随机性、偶然性、不确定性呢?不确定性呢?因为气体分子间或分子与因为气体分子间或分子与器壁之间存在
7、频繁的碰撞,使得器壁之间存在频繁的碰撞,使得分子的速度大小和方向都发生频分子的速度大小和方向都发生频繁的变化。繁的变化。结论结论2 2:气体分子之间或者分子与器壁之间存在频气体分子之间或者分子与器壁之间存在频繁的碰撞,这些碰撞都可看成是弹性碰撞。通过碰繁的碰撞,这些碰撞都可看成是弹性碰撞。通过碰撞,气体分子的速度大小和方向频繁地改变。造成撞,气体分子的速度大小和方向频繁地改变。造成气体分子做永不停息的无规则的热运动。气体分子做永不停息的无规则的热运动。问题:问题:仔细观察动态图,单个分子仔细观察动态图,单个分子的速度具有随机性、偶然性、不确的速度具有随机性、偶然性、不确定性,对于大量气体分子而
8、言,向定性,对于大量气体分子而言,向各个方向运动的分子数目有什么统各个方向运动的分子数目有什么统计规律?计规律?由于单个气体分子速度方由于单个气体分子速度方向的随机性,使得分子向各个方向的随机性,使得分子向各个方向运动的机会相同,所以,对于向运动的机会相同,所以,对于大量气体分子而言,向各个方向大量气体分子而言,向各个方向运动的分子数目应该相等。运动的分子数目应该相等。结论结论3 3:气体分子的运动虽然无规则,杂乱无章,分气体分子的运动虽然无规则,杂乱无章,分子运动的方向具有随机性,偶然性、不确定性,但子运动的方向具有随机性,偶然性、不确定性,但是从整体上看气体分子沿各个方向运动的机会(可是从
9、整体上看气体分子沿各个方向运动的机会(可能性)相同(统计规律),因此对大量分子而言,能性)相同(统计规律),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目都相等。在任一时刻向容器各个方向运动的分子数目都相等。英国麦克斯韦问题:问题:分子热运动的速度大小,分子热运动的速度大小,即速率有没有一定的统计规律呢?即速率有没有一定的统计规律呢?对于一定状态下的气体,单个气体对于一定状态下的气体,单个气体分子的速率具有随机性,偶然性、不确定分子的速率具有随机性,偶然性、不确定性。从整体上看,气体分子热运动的平均性。从整体上看,气体分子热运动的平均速率为一个定值。说明气体分子的速率分速率为一个定
10、值。说明气体分子的速率分布存在一定的统计规律。布存在一定的统计规律。气体分子速率分布的统计规律。气体分子速率分布的统计规律。18591859年年首次由英国物理学家麦克斯韦运用概率论推首次由英国物理学家麦克斯韦运用概率论推导出来的。因此我们称为麦克斯韦气体分子导出来的。因此我们称为麦克斯韦气体分子速率分布律。速率分布律。v/(m/(ms s-1-1)NN /(s /(sm m-1-1)0 02002004004006006008008005 5%1010%1515%2020%气体分子的速率分布规律:气体分子的速率分布规律:1.1.速率分布速率分布图:图:横坐标表示速率横坐标表示速率v,纵坐标表示
11、单位速,纵坐标表示单位速率区间内的分子数目占气体总分子数目的百分比率区间内的分子数目占气体总分子数目的百分比NN温度为温度为0 0 0C C温度为温度为100 0 0C C气体分子的速率分布规律:气体分子的速率分布规律:2.2.在任意温度下,气体分子速率都呈现在任意温度下,气体分子速率都呈现“中间多,中间多,两头少两头少”分布。分布。3.3.对同种气体,温度升高时,速率大的分子数目增对同种气体,温度升高时,速率大的分子数目增多,速率分布曲线的峰值右移。对某一个分子而言,多,速率分布曲线的峰值右移。对某一个分子而言,该分子在某一时刻的速率不一定增大,但大量分子该分子在某一时刻的速率不一定增大,但
12、大量分子的平均速率一定增大,分子热运动变剧烈,分子的的平均速率一定增大,分子热运动变剧烈,分子的平均动能增大,宏观上气体的温度升高。平均动能增大,宏观上气体的温度升高。4.4.图象与横坐标所围几何图形的面积表示对应速率图象与横坐标所围几何图形的面积表示对应速率区间内的分子数与总分子数的比值。因此,速率分区间内的分子数与总分子数的比值。因此,速率分布曲线下方的总面积必定等于布曲线下方的总面积必定等于1.1.问题:问题:气体的体积与微观上分子之气体的体积与微观上分子之间的平均距离有什么关系?间的平均距离有什么关系?体积是分子间平均距离的宏观表现,体积是分子间平均距离的宏观表现,分子间平均距离是体积
13、的微观反映。分子间平均距离是体积的微观反映。思考:思考:请利用统计规律分析分子总数目一定的气体的体积请利用统计规律分析分子总数目一定的气体的体积所具有的微观意义?所具有的微观意义?体积是用来描述气体体积是用来描述气体分子分布的密集程度(数密度)分子分布的密集程度(数密度)的宏观物理量。体积越大,分子的数密度越小,体积越小,的宏观物理量。体积越大,分子的数密度越小,体积越小,分子的数密度越大。分子的数密度越大。思考:思考:请利用统计规律分析气体温度所具有的微观意义?请利用统计规律分析气体温度所具有的微观意义?气体温度是分子平均动能的标志。温度升高,分子平气体温度是分子平均动能的标志。温度升高,分
14、子平均动能增大,分子热运动变剧烈,对同种气体,分子的平均动能增大,分子热运动变剧烈,对同种气体,分子的平均速率增大。均速率增大。问题:问题:大量雨滴撞击雨伞时,大量雨滴撞击雨伞时,人会有什么感觉?说明了什人会有什么感觉?说明了什么?么?手拿雨伞比没有下雨时要手拿雨伞比没有下雨时要困难。说明大量雨滴对雨伞的困难。说明大量雨滴对雨伞的撞击,使雨伞受到了一个持续撞击,使雨伞受到了一个持续的作用力。雨滴在伞面上产生的作用力。雨滴在伞面上产生了一个压强。了一个压强。问题:问题:想一下,这个压强的大小与那些因素有关?想一下,这个压强的大小与那些因素有关?与雨滴分布的密集程度和速度有关。雨滴分别越密集,与雨
15、滴分布的密集程度和速度有关。雨滴分别越密集,速度越大,压强越大。速度越大,压强越大。问题:问题:先把一颗豆粒拿到台秤先把一颗豆粒拿到台秤上方约上方约10cm10cm位置释放,再把位置释放,再把100100颗或更多的豆粒在相同高颗或更多的豆粒在相同高度释放,观察台秤指针的摆动度释放,观察台秤指针的摆动情况,你看到了什么现象?说情况,你看到了什么现象?说明了什么?明了什么?当仅仅释放一颗豆粒当仅仅释放一颗豆粒时,指针几乎不动,当释时,指针几乎不动,当释放放100100颗豆粒时,指针在颗豆粒时,指针在右侧的一个示数附近摆动。右侧的一个示数附近摆动。说明在大量粒子的连说明在大量粒子的连续撞击之下,秤盘
16、受到了续撞击之下,秤盘受到了一个持续稳定的作用力。一个持续稳定的作用力。该作用力的大小与粒子分该作用力的大小与粒子分布的密集程度有关。布的密集程度有关。问题:问题:先把先把100100颗或更多的豆颗或更多的豆粒拿到台秤上方约粒拿到台秤上方约10cm10cm位置释位置释放,再把相同数量的豆粒在放,再把相同数量的豆粒在20cm20cm高度释放,观察台秤指针高度释放,观察台秤指针的摆动情况,你看到了什么现的摆动情况,你看到了什么现象?说明了什么?象?说明了什么?当高度为当高度为10cm10cm时,指时,指针在一个示数附近摆动。针在一个示数附近摆动。当高度为当高度为20cm20cm时,指针在时,指针在
17、一个更大的数值附近摆动。一个更大的数值附近摆动。说明在大量粒子的连说明在大量粒子的连续撞击之下,秤盘受到一续撞击之下,秤盘受到一个持续稳定的作用力。个持续稳定的作用力。该该作用力的大小与粒子撞击作用力的大小与粒子撞击的平均速率有关,即与粒的平均速率有关,即与粒子撞击的平均动能有关。子撞击的平均动能有关。问题:问题:气体分子对器壁有没有作用力?气体压气体分子对器壁有没有作用力?气体压强产生的原因是什么?强产生的原因是什么?有。原因是大量气体分子频繁的碰有。原因是大量气体分子频繁的碰撞器壁,使器壁受到一个持续的作用力,撞器壁,使器壁受到一个持续的作用力,器壁单位面积上的平均作用力的大小就器壁单位面
展开阅读全文