高三物理選修3-3學(xué)案

志向氣體的狀態(tài)方程、氣體熱現(xiàn)象的微觀意義[學(xué)習(xí)目標(biāo)]精確理解志向氣體這個(gè)物理模型。會(huì)推導(dǎo)志向氣體的狀態(tài)方程，并能夠應(yīng)用志向氣體狀態(tài)方程求解相應(yīng)的題目和說明相關(guān)的現(xiàn)象。了解統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其在科學(xué)探討和社會(huì)生活中的作用。知道分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，駕馭溫度的微觀定義。駕馭壓強(qiáng)、試驗(yàn)定律的微觀說明。[自主學(xué)習(xí)]志向氣體為了探討問題的便利，可以設(shè)想一種氣體，在任何，我們把這樣的氣體叫做志向氣體。志向氣體是不存在的，它是實(shí)際氣體在肯定程度的近似，是一種志向化的模型。志向氣體分子間，除碰撞外無其它作用力，從能量上看，肯定質(zhì)量的志向氣體的內(nèi)能完全由確定。志向氣體的狀態(tài)方程內(nèi)容：肯定質(zhì)量的志向氣體在從一個(gè)狀態(tài)變到另一個(gè)狀態(tài)時(shí)，盡管P、V、T都可能變更，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變。方程：，。推導(dǎo)：（兩種方法）推論（1）肯定質(zhì)量的志向氣體當(dāng)狀態(tài)變更過程中三個(gè)狀態(tài)參量保持某一個(gè)參量不變時(shí)，就可以從志向氣體狀態(tài)方程分別得到（2）依據(jù)氣體的密度ρ=m/V，可以得到氣體的密度公式5、適用條件6、留意方程中各物理量的單位，溫度必需用，公式兩邊中P和V單位必需，但不肯定是國際單位。氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1、從微觀的角度看，物體的熱現(xiàn)象是由的熱運(yùn)動(dòng)所確定的，盡管個(gè)別分子的運(yùn)動(dòng)有它的不確定性，但大量分子的運(yùn)動(dòng)狀況會(huì)遵守肯定的。2、分子做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，速率有大有小，由于分子間頻繁碰撞，速率又將發(fā)生變更，但分子的速率都呈現(xiàn)的規(guī)律分布。這種分子整體所體現(xiàn)出來的規(guī)律叫統(tǒng)計(jì)規(guī)律。3、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)（1）分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無章，在某一時(shí)刻，向著運(yùn)動(dòng)的分子都有，而且向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目都。（2）氣體分子速率分布表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律。溫度上升時(shí)，速率大的分子數(shù)目，速率小的分子數(shù)目，分子的平均速率。4、溫度是的標(biāo)記。用公式表示為。四、氣體壓強(qiáng)的微觀意義1、氣體的壓強(qiáng)是而產(chǎn)生的。氣體壓強(qiáng)等于大量氣體分子作用在器壁。2、影響氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素：，。從兩個(gè)因素中可見肯定質(zhì)量的氣體的壓強(qiáng)與，兩個(gè)參量有關(guān)。五、對(duì)氣體試驗(yàn)定律的微觀說明1、肯定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能是的，在這種狀況下，體積減小時(shí)，分子的，氣體的壓強(qiáng)就這就是玻意耳定律的微觀說明。2、這就是查理定律的微觀說明。3、是蓋·呂薩克定律的微觀說明。圖8—圖8—23100200400dbO1234P/×1.01×105Paac300T/K如圖8—23所示，肯定質(zhì)量的志向氣體在不同體積時(shí)的兩條等容線，a、b、c、d表示四個(gè)不同狀態(tài)，則（）A．氣體由狀態(tài)a變到狀態(tài)c，其內(nèi)能削減，肯定向外界放出了熱量B．氣體由狀態(tài)a變到狀態(tài)d，其內(nèi)能增加，肯定向外界汲取了熱量C．氣體由狀態(tài)d變到狀態(tài)b，其內(nèi)能增加，肯定向外界汲取了熱量D．氣體由狀態(tài)b變到狀態(tài)a，其內(nèi)能削減，肯定向外界放出了熱量如圖8—24所示，粗細(xì)勻稱一端封閉一端開口的U形玻璃管，當(dāng)t1=310C，大氣壓強(qiáng)P0=76cmHg時(shí)，兩管水銀面相平，這時(shí)左管被封閉的氣柱長L1=當(dāng)溫度t2多少時(shí)，左管氣柱L2為9cm?圖8—23L當(dāng)溫度達(dá)到上問中的溫度t2圖8—23L關(guān)于溫度的概念，下列說法中正確的是（）溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)記，物體溫度越高，則物體的分子的平均動(dòng)能大物體的溫度高，則物體每一個(gè)分子的動(dòng)能都大某物體內(nèi)能增大時(shí)，其溫度肯定上升甲物體溫度比乙物體溫度高，則甲物體的分子平均速率比乙物體大有關(guān)氣體的壓強(qiáng)，下列說法正確的是（）氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強(qiáng)肯定增大氣體分子的密集程度增大，則氣體的壓強(qiáng)肯定增大氣體分子的平均動(dòng)能增大，則氣體的壓強(qiáng)肯定增大氣體分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)有可能減小以查理定律為例，用分子動(dòng)理論從微觀的角度作出說明[針對(duì)訓(xùn)練]如圖8—24所示，表示肯定質(zhì)量的志向氣體沿從a到b到c到d再到a的方向發(fā)生狀態(tài)變更的過程，則該氣體壓強(qiáng)變更狀況是（）圖8—圖8—24cbOTVad從狀態(tài)d到狀態(tài)a，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小從狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增大從狀態(tài)b到狀態(tài)c，壓強(qiáng)不變，內(nèi)能增大鋼筒內(nèi)裝有3kg氣體，當(dāng)溫度是－230C時(shí)，壓強(qiáng)為4atm，假如用掉1kg后，溫度上升到下列哪些量是由大量分子熱運(yùn)動(dòng)的整體表現(xiàn)所確定的（）A、壓強(qiáng)B、溫度C、分子密度D、分子的平均速率4、對(duì)肯定質(zhì)量的志向氣體，下列說法正確的是（）A、體積不變，壓強(qiáng)增大時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能肯定增大B、溫度不變，壓強(qiáng)減小時(shí)，氣體的密度肯定減小C、壓強(qiáng)不變，溫度降低時(shí)，氣體的密度肯定減小D、溫度上升，壓強(qiáng)和體積都可能不變圖8—圖8—25玻璃管升溫時(shí)液柱的移動(dòng)方向。[實(shí)力訓(xùn)練]分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是（）分子除相互碰撞或跟容器碰撞外，可在空間里自由移動(dòng)分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無章的熱運(yùn)動(dòng)分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等分子的速率分布毫無規(guī)律2、下面關(guān)于溫度的敘述正確的是（）A、溫度是表示物體冷熱程度的物理量B、兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們具有一個(gè)共同的性質(zhì)——溫度相同C、溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)記D、溫度的凹凸確定了分子熱運(yùn)動(dòng)的猛烈程度3、下面關(guān)于氣體壓強(qiáng)的說法正確的是（）A、氣體對(duì)器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)是由于大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的B、氣體對(duì)器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于作用在器壁單位面積上的平均作用力C、從微觀角度看，氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體分子的平均動(dòng)能和分子密集程度有關(guān)D、從宏觀角度看，氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體的溫度和體積有關(guān)4、對(duì)于志向氣體下列哪些說法是不正確的（）A、志向氣體是嚴(yán)格遵守氣體試驗(yàn)定律的氣體模型B、志向氣體的分子間沒有分子力C、志向氣體是一種志向模型，沒有實(shí)際意義D、實(shí)際氣體在溫度不太低，壓強(qiáng)不太大的狀況下，可當(dāng)成志向氣體5、肯定質(zhì)量的志向氣體，從狀態(tài)P1、V1、T1變更到狀態(tài)P2、V2、T2。下述過程不行能的是（）A、P2＞P1，V2＞V1，T2＞T1B、P2＞P1，V2＞V1，T2＜T1C、P2＞P1，V2＜V1，T2＞T1D、P2＞P1，V2＜V1，T2＜T1題號(hào)12345答案6、密封的體積為2L的志向氣體，壓強(qiáng)為2atm，溫度為270C7、用活塞氣筒向一個(gè)容積為V的容器內(nèi)打氣，每次能把體積為V0、壓強(qiáng)為P0的空氣打入容器內(nèi)。若容器內(nèi)原有空氣的壓強(qiáng)為P0，打氣過程中溫度不變，則打了n次后容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為8、在溫度為00C、壓強(qiáng)為1.0×105Pa的狀態(tài)下，1L空氣的質(zhì)量是1.29g，當(dāng)溫度為1000C、壓強(qiáng)等于2.0×109、為了測(cè)定湖的深度，將一根試管開口向下緩緩壓至湖底，測(cè)得進(jìn)入管中的水的高度為管長的3/4，湖底水溫為4°C，湖面水溫為10、某房間的容積為20m3，在溫度為170C，大氣壓強(qiáng)為74cmHg，室內(nèi)空氣質(zhì)量為25Kg志向氣體的狀態(tài)方程氣體熱現(xiàn)象的微觀意義參考答案[自主學(xué)習(xí)]一、志向氣體1.溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體試驗(yàn)定律3、溫度二、志向氣體狀態(tài)方程2、PV/T=C，P1V1/T1=P2V2T23、略4、（1）玻意耳定律，查理定律，蓋·呂薩克定律（2）P1/T1ρ1=P2/T2ρ25、志向氣體，肯定質(zhì)量6、熱力學(xué)溫度，統(tǒng)一三、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1、大量氣體分子，統(tǒng)計(jì)規(guī)律2、中間多兩頭少3、（1）任何一個(gè)方向，相等（2）增加，削減，增大4、分子平均動(dòng)能，T=aK四、氣體壓強(qiáng)的微觀意義1、大量氣體分子頻繁持續(xù)地碰撞器壁，單位面積上的平均作用力2、氣體分子的平均動(dòng)能，單位體積內(nèi)的分子數(shù)，溫度，體積五、對(duì)氣體試驗(yàn)定律的微觀說明1、肯定，分子的密集程度增大，增大2、肯定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時(shí)，分子密集程度保持不變，在這種狀況下，溫度上升，分子平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)就增大3、肯定質(zhì)量的氣體，溫度上升時(shí)，分子平均動(dòng)能增大，只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強(qiáng)不變[典型例題]1、B、D2、（1）78℃（2）11.75cm3、A4、D5、略[針對(duì)練習(xí)]1、A、C2、3.2atm3、A、B、D4、A、B5、略[實(shí)力訓(xùn)練]1、A、B、C2、A、B、C、D3、A、B、C、D4、A、C5、B6、432K7、P0（1+nV0/V）8、530L9、30.13m10、24.8Kg志向氣體的狀態(tài)方程氣體熱現(xiàn)象的微觀意義參考答案[自主學(xué)習(xí)]一、志向氣體1.溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體試驗(yàn)定律3、溫度二、志向氣體狀態(tài)方程2、PV/T=C，P1V1/T1=P2V2T23、略4、（1）玻意耳定律，查理定律，蓋·呂薩克定律（2）P1/T1ρ1=P2/T2ρ25、志向氣體，肯定質(zhì)量6、熱力學(xué)溫度，統(tǒng)一三、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1、大量氣體分子，統(tǒng)計(jì)規(guī)律2、中間多兩頭少3、（1）任何一個(gè)方向，相等（2）增加，削減，增大4、分子平均動(dòng)能，T=aK四、氣體壓強(qiáng)的微觀意義1、大量氣體分子頻繁持續(xù)地碰撞器壁，單位面積上的平均作用力2、氣體分子的平均動(dòng)能，單位體積內(nèi)的分子數(shù)，溫度，體積五、對(duì)氣體試驗(yàn)定律的微觀說明1、肯定，分子的密集程度增大，增大2、肯定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時(shí)，分子密集程度保持不變，在這種狀況下，溫度上升，分子平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)就增大3、肯定質(zhì)量的氣體，溫度上升時(shí)，分子