第4節氣體熱現象的微觀意義課堂合作探究問題導學一、統計規律與氣體分子運動特點活動與探究11氣體分子的微觀模型是怎樣的？2氣體分子運動的統計規律有幾個特點？3當溫度升高時，氣體分子的速率分布規律會發生怎樣的變化？4理想氣體的熱力學溫度T與分子的平均動能之間的關系是什么？遷移與應用1氣體分子永不停息地做無規則的熱運動，同一時刻都有向不同方向運動的分子，速率也有大有小，下表是氧氣分子分別在0 和100 時，同一時刻在不同速率區間內的分子數占總分子數的百分比，由表得出的下列結論正確的是（）按速率大小劃分的區間（m/s）各速率區間的分子數占總分子數的百分比（%）0 100 100以下1.40.71002008.15.420030017.011.930040021.417.440050020.418.650060015.116.76007009.212.97008004.57.98009002.04.6900以上0.93.9A氣體分子的速率大小基本上是均勻分布的，每個速率區間的分子數大致相同B大多數氣體分子的速率處于中間值，少數分子的速率較大或較小C隨著溫度的升高，氣體分子的平均速率增大D氣體分子的平均速率基本上不隨溫度的變化而變化1由于物體是由大量分子組成的，這些分子并沒有統一的運動步調，單獨看來，各個分子的運動都是不規則的，具有偶然性，但從總體看來，大量分子的運動服從一定的統計規律。2氣體分子向各個方向運動的幾率相等。3大量氣體分子的速率分布呈現中間多（平均速率周圍分子數目多）、兩頭少（速率大或小的分子數目少）的規律。4溫度升高時，所有分子熱運動的平均速率增大，即大部分分子的速率增大了，但也有少數分子的速率減小，這也是統計規律的體現。注意：單個或少數分子的運動是“個體行為”，具有不確定性；大量分子運動是“集體行為”，具有規律性，即遵從統計規律。二、氣體壓強的產生及其決定因素活動與探究2中央電視臺在“科技之光”欄目中曾播放過這樣一個節目，把液氮倒入飲料瓶中，馬上蓋上蓋子并擰緊，人立即離開現場。一會兒飲料瓶就爆炸了。你能解釋一下原因嗎？遷移與應用2一定質量的理想氣體由狀態A沿平行于縱軸的直線變化到狀態B，則它的狀態變化過程是（）A氣體的溫度不變B氣體的內能增加C氣體分子的平均速率減少D氣體分子在單位時間內與器壁單位面積上碰撞的次數不變1影響壓強的微觀因素：氣體的壓強一方面與每次碰撞前分子的平均動能有關，另一方面與單位時間內單位面積受到的碰撞次數有關。2氣體壓強的微觀解釋：對確定的一定質量的理想氣體而言，每次碰撞的平均作用力大小由碰撞前分子的平均動能決定，即與平均速率有關，平均速率越大，每一次碰撞的平均作用力越大，壓強越大；而單位時間內和單位面積器壁碰撞的分子數主要由氣體的分子數密度決定，分子數密度越大，單位時間內和單位面積器壁碰撞的分子數越多，壓強越大。3宏觀因素（1）與溫度有關，其他物理量不變時，溫度越高，氣體的壓強越大；（2）與體積有關，其他物理量不變時，體積越小，氣體的壓強越大。4氣體壓強與大氣壓強不同大氣壓強由氣體重力產生，隨高度增大而減小。氣體壓強是由大量分子撞擊器壁產生的，大小與高度無關。當堂檢測1在研究熱現象時，我們可以采用統計方法，這是因為（）A每個分子的運動速率隨溫度的變化是有規律的B個別分子的運動不具有規律性C在一定溫度下，大量分子的速率分布是確定的D在一定溫度下，大量分子的速率分布隨時間而變化2關于氣體分子的運動情況，下列說法中正確的是（）A某一時刻具有任一速率的分子數目是相等的B某一時刻一個分子速度的大小和方向是偶然的C某一時刻向任意一個方向運動的分子數目相等D某一溫度下大多數氣體分子的速率不會發生變化3封閉容器中氣體的壓強（）A是由氣體的重力產生的B是由氣體分子間的相互作用力（引力和斥力）產生的C是由大量分子頻繁碰撞器壁產生的D當充滿氣體的容器自由下落時，由于失重，氣體壓強將減小為零4封閉在汽缸內一定質量的氣體，如果保持氣體體積不變，當溫度升高時，以下說法正確的是（）A氣體的密度增大B氣體的壓強增大C氣體分子的平均速率減小D每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數不變5如圖是氧氣分子在不同溫度（0 和100 ）下的速率分布圖，由圖可得信息（）A同一溫度下，氧氣分子呈現出“中間多、兩頭少”的分布規律B隨著溫度的升高，每一個氧氣分子的速率都增大C隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例增加D隨著溫度的升高，氧氣分子的平均速率變小答案：課堂合作探究【問題導學】活動與探究1：1答案：氣體分子間距離大（約為分子直徑的10倍），分子力間作用力小（可忽略），所以氣體沒有一定的形態和體積。所以氣體分子可看做沒有相互作用力的質點。2答案：（1）氣體分子沿各個方向運動的機會（幾率）相等。（2）大量氣體分子的速率分布呈現中間多（占有分子數目多）、兩頭少（速率大或小的分子數目少）的規律。3答案：當溫度升高時，“中間多”的這一“高峰”向速率大的一方移動，即速率大的分子數目增多，速率小的分子數目減少，分子的平均速率增大。4答案：理想氣體的熱力學溫度T與分子的平均動能成正比，即Ta，因此溫度是分子平均動能的標志。遷移與應用1：BC解析：由表格可以看出在0 和100 兩種溫度下，分子速率在200700 m/s之間的分子數的比例較大，由此可知B正確；再比較0 和100 兩種溫度下分子速率較大的區間，100 的分子數所占比例較大，而分子速率較小的區間，100 的分子數所占比例較小，故100 的氣體分子平均速率高于0 的氣體分子平均速率，故C正確。活動與探究2：答案：飲料瓶內液氮吸熱后變成氮氣，分子運動加劇，氮氣分子密度增大，使瓶內氣體分子頻繁、持續碰撞瓶內壁產生的壓強逐漸增大，當瓶內外的壓強差大于瓶子所承受限度時，飲料瓶發生爆炸。遷移與應用2：B解析：從pV圖象中的AB圖線可知，氣體狀態由A變到B為等容升壓，根據查理定律，一定質量的氣體，當體積不變時，壓強跟熱力學溫度成正比。選項A中溫度不變是不對的；應該是壓強增大，溫度升高，氣體的溫度升高，內能增加，選項B對；氣體的溫度升高，分子平均速率增加，故選項C錯；氣體壓強增大，則氣體分子在單位時間內與器壁單位面積上碰撞的次數增加，故選項D是錯誤的。【當堂檢測】1BC解析：在研究熱現象時，單個分子的運動具有無規則的特征，但大量的分子卻滿足統計規律，故正確選項為B、C。2BC解析：某一時刻具有任一速率的分子數目并不是相等的，呈“中間多、兩頭少”的統計分布規律，選項A錯誤；由于分子之間頻繁地碰撞，分子隨時都會改變自己運動速度的大小和方向，因此在某一時刻一個分子速度的大小和方向完全是偶然的，選項B正確；雖然每個分子的速率瞬息萬變，但是大量分子整體存在著統計規律。由于分子數目巨大，某一時刻向任意一個方向運動的分子數目只有很小的差別，可以認為是相等的，選項C正確；某一溫度下，每個分子的速率仍然是瞬息萬變的，只是分子運動的平均速率相同，選項D是錯誤的。故正確選項為B、C。3C解析：氣體的壓強是大量氣體分子頻繁碰撞容器器壁產生的，氣體分子的熱運動不受超重、失重的影響。故正確選項為C。4B解析：氣體的體積不變，對一定質量的氣體，單位體積內的分子數不變，當溫度升高時