2018-2019学年高中物理鲁科版选修3-3 4.2气体实验定律的微观解释（学案 课件 共2份）

第2节　气体实验定律的微观解释 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道理想气体的特点．(重点) 2.知道气体压强产生的原因和决定压强的因素．(重点) 3.会用分子动理论和统计观点解释气体实验定律．(难点) 理 想 气 体  1．定义：严格遵从3个实验定律的气体． 2．理想气体的压强 (1)从分子动理论和统计观点看，理想气体的压强是大量气体分子不断碰撞容器壁的结果，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)微观上，理想气体压强与单位体积的分子数和分子的平均动能有关． (3)宏观上，一定质量的理想气体压强与体积和温度有关． 3．理想气体的内能 (1)由于理想气体分子除了碰撞外，分子间没有相互作用力，因此理想气体不存在分子势能，其内能只是所有分子热运动动能的总和． (2)微观上，一定质量的理想气体的内能仅跟分子的平均动能有关． (3)宏观上，一定质量的理想气体的内能仅跟温度有关，而与体积无关．  1．理想气体分子间没有作用力，故不存在分子势能．(√) 2．理想气体温度升高时其内能不一定增大．(×) 3．密闭容器内气体的压强是由于气体分子碰撞容器壁产生的．(√)  把一只充足气的氢气球由温度低的地方拿到温度高的地方时容易爆裂，这是为什么呢？ 图4-2-1 【提示】　气体温度升高，气体分子平均动能增大，气体分子对氢气球的撞击力增大，压强增大．  探讨1：为了使气体在任何温度、压强下都遵从实验定律，引入了理想气体的概念，试分析实际气体在什么条件下可以当成理想气体． 【提示】　实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以当成理想气体来处理． 探讨2：理想气体存在吗？ 【提示】　理想气体是一个“理想模型”，实际并不存在．  1．理想气体 (1)理想气体是一种理想化模型，是对实际气体的科学抽象． (2)宏观上：理想气体是严格遵从气体实验定律的气体． (3)微观上：理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子可视为质点． (4)从能量上看，理想气体的微观本质是忽略了分子力，所以其状态无论怎么变化都没有分子力做功，即没有分子势能的变化，于是理想气体的内能只有分子动能，即一定质量的理想气体的内能完全由温度决定，而与气体的体积无关． 2．决定气体压强的因素 (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，气体的压强等于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宏观因素：决定气体压强的宏观因素有气体的温度和体积．若温度不变，p∝；若体积不变，p∝T.若温度和体积同时都发生变化，可根据气体状态方程确定气体的压强． ②微观因素：由于气体的压强是大量气体分子与器壁发生频繁的碰撞而产生的，所以气体压强的大小是由气体分子单位时间内在单位面积上与器壁碰撞的次数及每次碰撞时对器壁的作用力的大小共同决定的．因此气体的压强在微观上由气体分子的密度和气体分子的平均动能共同决定． 3．理想气体状态方程与气体实验定律的关系 ＝ ? 1．对一定质量的理想气体，下列状态变化中可能的是(　　) A．使气体体积增加而同时温度降低 B．使气体温度升高，体积不变，压强减小 C．使气体温度不变，而压强、体积同时增大 D．使气体温度降低，压强减小，体积减小 E．使气体体积不变，温度升高，压强增大 【解析】　对于理想气体，满足公式＝C.若体积增加而温度降低，只要压强也变小，公式就成立，A选项是可能的；若温度升高，体积不变，压强应是变大的，B选项是不可能的；若温度不变，压强与体积成反比，不可能同时增大，C选项不可能；温度降低，压强减小，体积可能减小，可能变大，D选项可能；等容变化时，温度升高，压强增大，E是可能的． 【答案】　ADE 2． ... ...