高中物理第八章气体第4节气体热现象的微观意义问题导学案新人教版选修3-314页

第 4 节　气体热现象的微观意义
课堂合作探究
问题导学
一、统计规律与气体分子运动特点
活动与探究 1
1．气体分子的微观模型是怎样的？
2．气体分子运动的统计规律有几个特点？
3．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？
4．理想气体的热力学温度 T与分子的平均动能Ek之间的关系是什么？
迁移与应用 1
气体分子永不停息地做无规则的热运动，同一时刻都有向不同方向运动的分子，速率也
有大有小，下表是氧气分子分别在 0 ℃和 100 ℃时，同一时刻在不同速率区间内的分子数占
总分子数的百分比，由表得出的下列结论正确的是（　　）
各速率区间的分子数占总分子
数的百分比（%）
按速率大
小划分的
区间（m/s） 0 ℃ 100 ℃
100以下 1.4 0.7
100～200 8.1 5.4
200～300 17.0 11.9
300～400 21.4 17.4
400～500 20.4 18.6
500～600 15.1 16.7
600～700 9.2 12.9
700～800 4.5 7.9
800～900 2.0 4.6
900以上 0.9 3.9
A．气体分子的速率大小基本上是均匀分布的，每个速率区间的分子数大致相同
B．大多数气体分子的速率处于中间值，少数分子的速率较大或较小
C．随着温度的升高，气体分子的平均速率增大
D．气体分子的平均速率基本上不随温度的变化而变化
1．由于物体是由大量分子组成的，这些分子并没有统一的运动步调，单独看来，各个
分子的运动都是不规则的，具有偶然性，但从总体看来，大量分子的运动服从一定的统计规
律。
2．气体分子向各个方向运动的几率相等。
3．大量气体分子的速率分布呈现中间多（平均速率周围分子数目多）、两头少（速率大
或小的分子数目少）的规律。
4．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。
注意：单个或少数分子的运动是“个体行为”，具有不确定性；大量分子运动是“集体
行为”，具有规律性，即遵从统计规律。
二、气体压强的产生及其决定因素
活动与探究 2
中央电视台在“科技之光”栏目中曾播放过这样一个节目，把液氮倒入饮料瓶中，马上
盖上盖子并拧紧，人立即离开现场。一会儿饮料瓶就爆炸了。你能解释一下原因吗？

迁移与应用 2
一定质量的理想气体由状态 A沿平行于纵轴的直线变化到状态 B，则它的状态变化过程
是（　　）
A．气体的温度不变
B．气体的内能增加
C．气体分子的平均速率减少
D．气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变
1．影响压强的微观因素：气体的压强一方面与每次碰撞前分子的平均动能有关，另一
方面与单位时间内单位面积受到的碰撞次数有关。
2．气体压强的微观解释：对确定的一定质量的理想气体而言，每次碰撞的平均作用力
大小由碰撞前分子的平均动能决定，即与平均速率有关，平均速率越大，每一次碰撞的平均
作用力越大，压强越大；而单位时间内和单位面积器壁碰撞的分子数主要由气体的分子数密
度决定，分子数密度越大，单位时间内和单位面积器壁碰撞的分子数越多，压强越大。
3．宏观因素
（1）与温度有关，其他物理量不变时，温度越高，气体的压强越大；
（2）与体积有关，其他物理量不变时，体积越小，气体的压强越大。
4．气体压强与大气压强不同
大气压强由气体重力产生，随高度增大而减小。
气体压强是由大量分子撞击器壁产生的，大小与高度无关。
当堂检测
1．在研究热现象时，我们可以采用统计方法，这是因为（　　）
A．每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的
B．个别分子的运动不具有规律性
C．在一定温度下，大量分子的速率分布是确定的
D．在一定温度下，大量分子的速率分布随时间而变化
2．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
3．封闭容器中气体的压强（　　）
A．是由气体的重力产生的
B．是由气体分子间的相互作用力（引力和斥力）产生的
C．是由大量分子频繁碰撞器壁产生的
D．当充满气体的容器自由下落时，由于失重，气体压...