新教材同步系列2024春高中物理第二章气体液体和固体第三节气体实验定律的微观解释课件粤教版选择性必修第三册

第二章气体、液体和固体第三节气体实验定律的微观解释学习目标学法与考法1．理解气体压强产生的微观原因，知道影响压强的微观因素(重点)2．学会用分子动理论和统计规律的观点解释三个气体实验定律(难点)3．知道理想气体的特点学法：①通过对气体压强产生的微观原因的学习，知道影响压强的微观因素．②通过对分子动理论和气体压强学习，从微观解释三个气体实验定律考法：①考查对气体压强有关因素的理解．②考查从微观解释三个气体实验定律．③考查理想气体的特点知识导图课前·

自主预习1．产生原因大量气体分子频繁撞击器壁，对器壁产生一个__________的压力，从而产生压强．2．压强特点气体内部压强____________．3．决定因素(1)气体的________．(2)____________内的分子数．气体压强的微观解释稳定处处相等温度单位体积气体压强有什么特点？气体压强大小与哪些因素有关？【答案】气体内部压强处处相等．气体压强的大小与气体的温度、单位体积内的分子数有关．微思考(多选)对于气体压强的产生，下列说法正确的是 (

)A．气体压强是气体分子之间的斥力产生的B．气体对器壁的压强是由于气体的重力产生的C．气体压强是大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的D．气体压强决定于单位体积中的分子数和气体的温度【答案】CD【解析】决定气体压强的因素是温度和单位体积内的分子数．温度越高，分子的平均动能越大；单位体积内分子数越多，碰撞器壁的分子数越多，压强越大．另外气体分子间距大，分子力可忽略，故气体无一定形状，其体积就是容器体积．1．玻意耳定律一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能一定，体积减小时，分子的_______________增大，气体的压强就___________.2．查理定律一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的____________保持不变．在这种情况下，温度升高时，分子的____________增大，气体的________就增大．气体实验定律的微观解释密集程度增大密集程度平均动能压强3．盖­吕萨克定律一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的__________增大．只有气体的________同时增大，使分子的____________减小，才能保持压强不变．平均动能体积密集程度从微观的角度分析气体体积不变，温度升高，压强一定变大？【答案】气体体积不变，单位体积的分子数不变，温度升高，压强一定变大．微思考对于一定质量的气体，下列叙述中正确的是 (

)A．如果体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多B．如果压强增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多D．如果分子数密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多【答案】B【解析】气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数，是由单位体积内的分子数和分子的平均速率共同决定的．A和D都是单位体积内的分子数增多，但分子的平均速率如何变化却不知道；C由温度升高可知分子的平均速率增大，但单位体积内的分子数如何变化未知，A、C、D错误．气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数正是气体压强的微观表现，B正确．1．理想气体在任何温度、任何压强下都遵循________________的气体．2．理想气体与实际气体在____________不低于零下几十摄氏度、____________不超过大气压的几倍的条件下，把实际气体当作理想气体来处理．3．理想气体状态方程理想气体的压强、体积和热力学温度满足的关系式为____________.理想气体气体实验定律温度压强理想气体在任何温度、任何压强下都遵循气体实验定律吗？【答案】理想气体在温度不太低，压强不太大的情况下都遵循气体实验定律．微思考课堂·

重难探究1．气体压强产生的原因大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强．单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的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．对气体压强微观解释的理解2．气体压强的决定因素宏观因素微观因素温度体积气体分子密度气体分子平均速率在体积不变的情况下，温度越高，气体分子的平均速率越大，气体的压强越大在温度不变的情况下，体积越小，气体分子的密度越大，气体的压强越大气体分子密度

(即单位体积内气体分子的数目)大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多气体的温度高，气体分子的平均速率就大，单个气体分子与器壁的碰撞(可视作弹性碰撞)给器壁的撞击力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间里器壁受气体分子撞击的次数就多，平均撞击力就大3．气体压强与大气压强的区别与联系比较气体压强大气压强区别(1)因密闭容器的气体分子的密集程度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生．(1)由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强．如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压强．比较气体压强大气压强区别(2)压强大小由气体分子的密集程度和温度决定，与地球的引力无关．(3)气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的(2)地面大气压强的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值．(3)大气压强最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强联系两种压强最终都是通过气体分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物体而实现的例1

(多选)封闭在汽缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是 (

)A．气体的密度增大B．气体的压强增大C．气体分子的平均速率减小D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增加【答案】BD【解析】气体的体积不变，对一定质量的气体，单位体积内的分子数不变，当温度升高时，分子的平均速率增大，每秒内撞击单位面积器壁的分子数增加，撞击力增大，压强必增大．所以B、D正确，A、C错误．变式1

(多选)在某一容积不变的容器中封闭着一定质量的气体，对此气体的压强，下列说法中正确的是 (

)A．气体压强是由重力引起的，容器底部所受的压力等于容器内气体所受的重力B．气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的C．容器以9.8m/s2的加速度向下运动时，容器内气体压强不变D．由于分子运动无规则，所以容器内壁各处所受的气体压强相等【答案】BCD【解析】气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的，它由气体的温度和单位体积内的分子数决定，与容器的运动状态无关．故A错误，B、C、D正确．气体压强的分析技巧1．明确气体压强产生的原因——大量做无规则运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞．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．明确气体压强的决定因素——气体分子的密集程度和温度．3．只有知道了这两个因素的变化，才能确定压强的变化，不能根据任何单个因素的变化确定压强是否变化．1．玻意耳定律(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小．气体实验定律的微观解释(2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变．体积越小，分子越密集，单位时间内撞到器壁单位面积上的分子数就越多，气体的压强就越大，如图所示．2．查理定律(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小．(2)微观解释：体积不变，则分子密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁单位面积的作用力变大，所以气体的压强增大，如图所示．3．盖­吕萨克定律(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小．(2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要保持压强不变，则影响压强的另一个因素需改变，即分子的密集程度减小，所以气体的体积增大，如图所示．例2对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则 (

)A．当体积减小时，N必定增加B．当温度升高时，N必定增加C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化D．当体积不变而压强和温度变化时，N可能不变【答案】C【解析】气体的体积减小时，压强和温度是怎样变化的并不清楚，不能判断N是必定增加的，A、B错误；当压强不变而体积和温度变化时，存在两种变化的可能性：一是体积增大时，温度升高，分子的平均动能变大，即分子对器壁碰撞的力度增大，因压强不变，因此对器壁碰撞的频繁度降低，就是N减小；二是体积减小时，温度降低，同理可推知N增大，C正确，D错误．变式2

(多选)如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行纵轴的直线变化到状态B，对于它的状态变化的说法，不正确的是 (

)A．气体的温度不变B．气体的内能增加C．气体的分子平均速率减小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【答案】ACD【解析】从p－V图像中的AB图线看，气体状态由A变到B为等容升压，根据查理定律，一定质量的气体，当体积不变时，压强跟热力学温度成正比，所以压强增大，温度升高，A错误；一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，所以气体的温度升高，内能增加，B正确；气体的温度升高，分子平均速率增大，C错误；气体压强增大，则气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数增加，D错误．1．宏观量——温度的变化对应着微观量——分子动能平均值的变化．体积的变化对应着气体分子密集程度的变化．2．压强的变化可能由两个因素引起，即分子热运动的平均动能和分子的密集程度，可以根据气体变化情况选择相应的实验定律加以判断．1．理想气体理想气体是对实际气体的一种科学抽象，就像质点模型一样，是一种理想模型，实际并不存在．2．特点(1)严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程．理想气体(2)理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计，分子不占空间，可视为质点．(3)理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力．(4)理想气体分子无分子势能，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和温度有关．例3

(多选)关于理想气体，下列说法正确的是 (

)A．理想气体能严格遵守气体实验定律B．实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下，可看成理想气体C．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体D．所有的实际气体在任何情况下，都可以看成理想气体【答案】AC【解析】理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵守气体实验定律的气体，A正确．理想气体是实际气体在温度不太低、压强不太大情况下的抽象，故B、D错误，C正确．【答案】C理想气体的内能仅与温度有关1．对于一切物体而言，物体的内能包括分子动能和分子势能．2．对于理想气体而言，其微观本质是忽略了分子力，即不存在分子势能，只有分子动能，故一定质量的理想气体的内能完全由温度决定.气体实验定律的综合应用3．利用气体实验定律解决问题的基本思路变式4

(2023年洛阳联考)在洛阳古城墙上放置一种测温装置，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气．若玻璃管中水柱上升，则外界大气的变化不可能是

(

)A．温度降低，压强增大B．温度降低，压强不变C．温度升高，压强减小D．温度不变，压强增大【答案】C【解析】外界大气温度降低，压强增大，则玻璃泡内部气体温度降低，气体压强减小，玻璃管中水柱上升，A不满足题意要求；外界大气温度降低，压强不变，则玻璃泡内部气体温度降低，气体压强减小，玻璃管中水柱上升，B不满足题意要求；外界大气温度升高，压强减小，则玻璃泡内部气体温度升高，气体压强增大，玻璃管中水柱下降，故C满足题意要求；外界大气温度不变，压强增大，则玻璃泡内部气体温度不变，气体压强不变，玻璃管中水柱上升，D不满足题意要求．【答案】C小练·

随堂巩固1．(多选)下面对气体压强的理解，正确的是 (

)A．气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的B．气体压强取决于单位体积内的分子数和气体的温度C．单位面积器壁受到大量气体分子的碰撞的作用力就是气体对器壁的压强D．大气压强是由地球表面空气重力产生的，因此将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，它自身重力太小，会使瓶内气体压强远小于外界大气压强【答案】ABC2．(多选)(2023年北京模拟)如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B和C，则下面说法正确的是 (

)A．在过程A→B中，单位体积气体分子的个数在增加B．在过程B→C中，气体的温度不断变小C．在状态A时，气体分子的平均动能最小D．在状态A、C时，气体的温度相同【答案】BC【解析】在过程A→B中，气体体积变大，则单位体积气体分子的个数在减小，A错误；在过程B→C中，气体体积不变，压强减小，则气体的温度不断变小，B正确；在状态A时，气体温度最低，可知气体分子的平均动能最小，C正确；在状态A、C时，气体的pV乘积不等，则温度不相同，D错误．3．如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中正确的是(容器容积恒定) (

)A．两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的B．两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的C．甲容器中pA>pB，乙容器中pC＝pDD．当温度升高时，pA、pB变大，pC、pD也要变大【答案】C【解析】甲容器压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B错误；液体产生的压强p＝ρgh，由hA>hB，可知pA>p