素材-全国-2017_高中物理 第1章 分子动理论 第2节 气体分子运动与压强知识导航素材 鲁科版选修3-3.doc

6第2节气体分子运动与压强思维激活1.用小滚珠做空气分子模型,把装有滚珠的杯子拿到秤盘上方某处,把1粒滚珠倒在秤盘上,秤的指针会摆动一下.再在相同的高处把100粒或更多的滚珠快速倒在秤盘上,秤的指针会在一个位置附近摆动,如图1-2-1,如果使这些滚珠从更高的位置倒在秤盘上,可以观察到秤的指针所指示的压力更大.想一想,为什么?图1-2-1提示：在一定时间内,碰撞的滚珠越多,产生的压力越大,滚珠数一定,位置越高,与秤盘碰前的速度越大,产生的压力越大.2.如图1-2-2所示,两个完全相同的圆柱形密闭容器,甲中装有与容器容积等体积的水,乙中充满空气,试问：图1-2-2(1)两容器各侧壁压强大小关系及压强的大小决定于哪些因素?(容器容积恒定不变)(2)若让两容器同时做自由落体运动,容器侧壁上所受压强如何变化?提示：(1)水的压强取决于水的深度,且在同样高度的水平面上,水对各个方向上的压强相等,因此,甲容器器壁的压强越靠近容器底部压强越大.气体对容器的压强处处相等,它对器壁的压强取决于气体的温度和分子密度.(2)若让两个容器自由下落,甲中的水处于完全失重状态,这时它对器壁的压力为零,因此它对器壁没有压强,而乙中气体压强仍和静止时一样,没有发生变化.自主整理1．气体分子运动的特点（1）分子间的距离较大,气体分子间的作用力非常微弱,除碰撞外不受任何力的作用,可以在空间自由移动,常温下大多数气体分子的速率都达到百米/秒.(2)分子之间的频繁碰撞使得分子的运动是无规则的,每个气体分子在某时刻的运动情况无法预测,但就大量的分子运动而言,呈现出统计规律,主要有下面几点:①气体分子向各个方向运动的机会相同.②分子速率按_____________的规律分布,即分子运动速率很小和很大的都少,而在某一速率区间的分子速率最多.③在一定温度下,某种气体的分子速率分布是确定的,分子有一定的平均速率,温度越________,分子的平均速率越大.2．气体的压强气体的压强是_____________________而产生的.气体的压强是大量分子作用在器壁单位面积上的___________.决定气体压强的因素是___________和___________,气体分子的温度越高,每个分子撞击器壁的作用力越大;单位体积内的分子数越多,单位时间内撞击器壁的分子数越多.两个因素决定着大量分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,即气体压强的大小.高手笔记1.统计规律是对大量偶然事件整体起作用的规律.在“大数量”现象中出现的新现象的最重要特点就是在一定宏观条件下的稳定性，这就是由统计规律所制约的.包含着大数量粒子的体系,作为整体看来,它与个别粒子有本质的不同.对于这样的体系,统计规律所制约的稳定的联系是现象的本质的和必然的联系.2.气体分子运动特点(1)气体分子间距离较大,气体分子可看成无大小的质点;(2)气体分子间的作用力十分微弱,可认为除相互碰撞外无作用力.(3)单个气体分子的运动无规则,但大量气体分子的热运动中,分子向各个方向运动的机会(率)相等.我们常把满足上述条件的气体称为理想气体.3.气体分子速率分布规律大量气体分子的热运动中,分子速率按一定规律分布,呈现出“中间多，两头少”的现象.当温度升高时，速率大的分子数增加，但仍然是“中间多，两头少”的规律，只是分子的平均速率增大了.4.气体的压强(1)气体的压强是大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的.大量分子不断撞击器壁,对器壁产生持续均匀的压力,从而产生压强.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)定量分析可得气体压强的微观表达式为p=,其中n0表示单位体积内的气体分子数,表示气体分子的平均动能.从公式不难知道影响气体压强的因素有两个:分子的密集程度和气体分子的平均动能.对一定质量的气体来说,体积大小会影响分子的密集程度,温度的高低决定了分子的平均动能.因此,宏观上表现出来的影响气体压强的因素是气体的体积和温度.名师解惑1.气体分子运动的统计规律剖析：(1)统计规律: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,单独看来,各个分子的运动都是不规则的,带有偶然性,但从总体来看,大量分子的运动却有一定的规律,这种规律叫统计规律.(2)气体分子沿各个方向运动的机会(几率)相等.(3)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.当温度升高时,“中间多”的这一“高峰”向速率大的一方移动，分子的平均速率增大，分子的热运动剧烈，因此说，温度是分子平均动能的标志.2.气体压强的微观意义剖析：(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,但是大量分子频繁的碰撞器壁,就对器壁产生持续、均匀的压力.所以从分子