8 4氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 一 氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 1 氣體間的距離較大 分子間的相互作用力十分微弱 可以認(rèn)為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力作用 每個(gè)分子都可以在空間自由移動(dòng) 一定質(zhì)量的氣體的分子可以充滿整個(gè)容器空間 無(wú)一定的形狀和體積 2 分子間的碰撞頻繁 這些碰撞及氣體分子與器壁的碰撞都可看成是完全彈性碰撞 氣體通過(guò)這種碰撞可傳遞能量 其中任何一個(gè)分子運(yùn)動(dòng)方向和速率大小都是不斷變化的 這就是雜亂無(wú)章的氣體分子熱運(yùn)動(dòng) 3 從總體上看氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等 因此對(duì)大量分子而言 在任一時(shí)刻向容器各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)是均等的 4 大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布 呈 中間多 兩頭少 的分布規(guī)律 且這個(gè)分布狀態(tài)與溫度有關(guān) 溫度升高時(shí) 平均速率會(huì)增大 二 氣體壓強(qiáng)微觀解釋 1 氣體壓強(qiáng)是大量分子頻繁的碰撞容器壁而產(chǎn)生的 2 影響氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素 1 氣體分子的平均動(dòng)能 從宏觀上看由氣體的溫度決定 對(duì)確定的氣體而言 溫度與分子運(yùn)動(dòng)的平均速率有關(guān) 溫度越高 反映氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率越大 2 單位體積內(nèi)的分子數(shù) 分子密度 從宏觀上看由氣體的體積決定 對(duì)確定的一定質(zhì)量的理想氣體而言 分子總數(shù)n是一定的 當(dāng)體積增大時(shí) 分子密度減小 三 用氣體分子動(dòng)理論解釋實(shí)驗(yàn)三定律 1 解釋玻意耳定律 一定質(zhì)量 m 的理想氣體 其分子總數(shù) n 是一個(gè)定值 當(dāng)溫度 t 保持不變時(shí) 則分子的平均速率 v 也保持不變 當(dāng)其體積 v 增大幾倍時(shí) 則單位體積內(nèi)的分子數(shù) n 變?yōu)樵瓉?lái)的幾分之一 因此氣體的壓強(qiáng)也減為原來(lái)的幾分之一 反之若體積減小為原來(lái)的幾分之一 則壓強(qiáng)增大幾倍 即壓強(qiáng)與體積成反比 這就是玻意耳定律 2 對(duì)查理定律進(jìn)行微觀解釋 一定質(zhì)量 m 的氣體的總分子數(shù) n 是一定的 體積 v 保持不變時(shí) 其單位體積內(nèi)的分子數(shù) n 也保持不變 當(dāng)溫度 t 升高時(shí) 其分子運(yùn)動(dòng)的平均速率 v 也增大 則氣體壓強(qiáng) p 也增大 反之當(dāng)溫度 t 降低時(shí) 氣體壓強(qiáng) p 也減小 3 解釋蓋 呂薩克定律 一定質(zhì)量 m 的理想氣體的總分子數(shù) n 是一定的 要保持壓強(qiáng) p 不變 當(dāng)溫度 t 升高時(shí) 全體分子運(yùn)動(dòng)的平均速率v會(huì)增加 那么單位體積內(nèi)的分子數(shù) n 一定要減小 否則壓強(qiáng)不可能不變 因此氣體體積 v 一定增大 反之當(dāng)溫度降低時(shí) 同理可推出氣體體積一定減小 例1 從微觀領(lǐng)域解釋 一定質(zhì)量的理想氣體 在狀態(tài)發(fā)生變化時(shí) 至少有兩個(gè)狀態(tài)參量同時(shí)發(fā)生變化 而不可能只有一個(gè)參量發(fā)生變化 其它兩個(gè)參量不變 例2 對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體 下列四個(gè)論述中正確的是 a 當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí) 壓強(qiáng)必增大b 當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí) 壓強(qiáng)可以不變c 當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí) 壓強(qiáng)必變小d 當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí) 壓強(qiáng)必變大 b 例3 關(guān)于地面附近的大氣壓強(qiáng) 甲說(shuō) 這個(gè)壓強(qiáng)就是地面每平方米面積的上方整個(gè)大氣柱的壓力 它等于該氣柱的重力 乙說(shuō) 這個(gè)壓強(qiáng)是由地面附近那些做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的空氣分子對(duì)每平方米地面的碰撞造成的 丙說(shuō) 這個(gè)壓強(qiáng)既與地面上方單位體積內(nèi)