教案-(23-25)气体动理论

1、气体动理论【教学要求】一 、了解气体分子热运动的图像 . 二、理解理想气体的压强公式和温度公式， 通过推导气体压强公式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系，到阐明宏观量的微观本质的思想和方法 . 能从宏观和微观两方面理解压强和温度等概念 . 了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现 .三、了解自由度概念，理解能量均分定理，会计算理想气体（刚性分子模型） 的定体摩尔热容、定压摩尔热容和内能 .四、了解麦克斯韦速率分布律、 速率分布函数和速率分布曲线的物理意义 . 了解气体分子热运动的三种统计速度 . 【主要概念】热运动：分子做不停的无规则运动热现象：物质中大量分子的热运动的宏观

2、表现（如：热传导、扩散、液化、凝固、溶解、汽化等都是热现象）。分子物理学与热力学的研究对象：热现象微观量：描述单个分子运动的物理量。（如：分子质量、速度、能量等）宏观量：描述大量分子热运动集体特征的物理量。（如：气体体积、压力、温度等）统计方法: 对个别分子运动用力学规律，然后对大量分子求微观两的统计平均值。分子物理学研究方法: 建立宏观量与微观量统计平均值的关系从微观角度来说明宏观现象的本质。分子物理学是一种微观理论。热力学研究方法: 实验定律为基础,从能量观点出发,研究热现象的宏观规律。它是一种宏观理论。【教学学时】3次课程，共6学时。另外，可加习题课一次【课后练习】练习13、14、15【

3、英语词汇】1、mol摩尔2、atmospheric pressure大气压1 / 63、standard condition标准状况4、ideal gas理想气体5、gas constant气体常数6、Avogadros number阿伏伽德罗数7、distribution function of speed速率分布函数8、most probable speed最概然速率9、average speed平均速率10、root-mean-square speed方均根速率11、degree of freedom自由度12、diatomic molecule双原子分子13、polyatomic mo

4、lecule多原子分子14、theorem of equipartition of energy能量均分定理【知识重点】平衡态、温度。理想气体的微观模型，理想气体的压强和温度的微观和统计意义。能量按自由度均分定理、理想气体的内能。麦克斯韦气体分子速率分布律。第一课 理想气体的压强公式【教材课本】6-1物质的微观模型 统计规律性6-2理想气体的压强公式【教学要求】一 了解气体分子热运动的图像 . 二 理解理想气体的压强公式， 通过推导气体压强公式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系，到阐明宏观量的微观本质的思想和方法 . 能从宏观和微观两方面理解压强概念 . 了解系统的宏观性

5、质是微观运动的统计表现 .【教学难点】压强的推导过程、宏观量与微观量之间的联系【课后练习】练习13【教案】一、热学导论  当物体的温度发生变化时，物体的许多性质都将跟着变化，这种与温度有关的物理性质的变化叫做热现象我们日常接触到的各种物体都是由大量分子、离子或原子(为简单起见，以后统称为分子)组成的；这些分子不停地做无规运动物体内部这种大量分子的无规运动叫做热运动它是物质运动的一种重要的基本形式实际上，各种热现象正是组成物体的分子做热运动的结果我们虽然不可能用肉眼直接看到分子的热运动，但热运动对物体宏观性质的影响，即形形色色的热现象，却是我们在日常生活和生产中广泛接触到的例如，物体的

6、体积、压强、弹性等许多属性都随温度变化，这些热现象都是热运动的体现又如，一般物质都能以气、液、固三种不同的的聚集态存在，而且物质的这三种聚集态在一定的条件下可以平衡共存也可以互相转化(如水可凝固成冰，冰可溶解成水，水可蒸发成汽，汽又可凝结成水，等等)，这些热现象也都是热运动的体现研究热现象规律，或者说热运动规律的学科，叫做热学，本编介绍热学的基础知识二、引入气体动理论热学研究的对象都是由大量分子组成并且能为我们感官直接觉察的物体在热学中通常称这些物体为热力学系统，或简称为系统要研究一个系统的性质及其变化规律，首先需要对系统的状态加以描述描述系统的状态有两种不同的方法一种是对系统的状态从整体上加

7、以描述，这叫做宏观描述这时用来表征系统状态和属性的物理量叫做宏观量，宏观量可以直接用仪器测量例如，描述气缸内单一成分气体的属性所用的体积、压强和温度等物理量就是宏观量描述一个分子(微观粒子)属性和运动状态的物理量叫做微观量，如分子的质量、位置、速度、动能、等等微观量一般不能直接测量宏观描述和微观描述是对同一系统的两种不同描述方法，因而它们之间有着内在联系由于宏观系统所发生的各种现象都是组成它的大量微观粒子运动的集体表现，所以宏观量总是一些微观量的统计平均值例如，气体的温度反映了它所包含的大量分子整体热运动的剧烈程度，它是与大量分子的平均平动能相联系的按照研究方法的不同，热学可以分为分子物理学和

8、热力学两个分支，分子物理学采用微观描述，它从物质的微观结构出发，按每个微观粒子遵循的力学规律，用统计的方法来研究物体的宏观热学性质和规律热力学采用宏观描述，它根据由实验总结出的基本规律(主要是热力学第一定律和第二定律)，用逻辑推理的方法，研究物体的宏观热学性质以及宏观过程进行的方向和限度等本编作为热学基础，对分子物理学只限于讨论有代表性的，在历史上发展较早的一部分气体动理论；而热力学部分，不做要求。本章将从气体动理论的角度阐明气体的一些宏观性质和宏观规律，从而解释和揭示其微观本质第二课 理想气体的温度公式、能量按自由度均分定理、理想气体的内能【教材课本】6-3理想气体分子的平均平动动能与温度的关系6-4能量均分定理 理想气体的内能【教学要求】一 理解理想气体的温度公式， 能从宏观和微观两方面理解温度概念 . 了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现 .二 了解自由度概念，理解能量均分定理，会计算理想气体（刚性分子模型） 的定体摩尔热容、定压摩尔热容和内能 .【教学难点】自由度的概念【课后练习】练习15【教案】第三课 气体速率分布率【教材课本】6-5麦克斯韦气体分子速率分布率习