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(共28張PPT)
1.3　氣體分子速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律　
1.4　科學(xué)探究：氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系
1.知道什么是統(tǒng)計(jì)規(guī)律。
2.知道氣體分子速率的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。
3.知道描述氣體狀態(tài)的三個(gè)參量：體積、溫度、壓強(qiáng)。
4.知道熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
偶然的
1.偶然中的必然——統(tǒng)計(jì)規(guī)律
(1)伽爾頓板實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：單個(gè)小鋼珠落入哪個(gè)狹槽是 ，少量小鋼珠在狹槽內(nèi)的分布情況也是不確定的，但大量小鋼珠在狹槽內(nèi)的分布情況表現(xiàn)出__________規(guī)律。
(2)統(tǒng)計(jì)規(guī)律：大量 事件表現(xiàn)出來的整體規(guī)律，叫作 規(guī)律。
必然的
偶然
統(tǒng)計(jì)
知識(shí)點(diǎn)一　氣體分子速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律
2.氣體分子速率分布規(guī)律
在一定溫度下，不管個(gè)別分子怎樣運(yùn)動(dòng)，速率分布表現(xiàn)出
“ 、_______”的規(guī)律。當(dāng)溫度升高時(shí)，分布曲線的峰值向 的一方移動(dòng)。
中間多
兩頭少
速率大
1.氣體的體積
氣體的體積是指氣體分子能夠到達(dá)的空間，氣體具有很強(qiáng)的流動(dòng)性，它總能充滿整個(gè)容器，因此，氣體的體積通常就等于
。
容器的容積
知識(shí)點(diǎn)二　氣體的狀態(tài)參量
2.氣體的溫度
(1)攝氏溫度：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下 的溫度標(biāo)定為0 ℃，
的沸騰溫度標(biāo)定為100 ℃，把0 ℃～ 100 ℃之間劃分為100等份，
每一等份表示1 ℃。
(2)熱力學(xué)溫度：溫度的國際單位是熱力學(xué)溫度的單位 ，
符號(hào)為 。熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系是：
T＝ 。
冰水混合物
水
開爾文
K
t＋273.15 K
3.氣體的壓強(qiáng)
(1)定義：氣體內(nèi)部各個(gè)方向都存在壓強(qiáng)，這種壓強(qiáng)稱為 ，
簡稱_____。
(2)氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因：大量氣體分子的頻繁撞擊，會(huì)使容器壁
受到一個(gè)穩(wěn)定的壓力，從而產(chǎn)生壓強(qiáng)。
(3)氣體壓強(qiáng)大小的決定因素：氣體的壓強(qiáng)與氣體溫度和單位體積
的分子數(shù)有關(guān)，溫度 ，單位體積內(nèi)的分子數(shù) ，氣體
的壓強(qiáng)越大。
氣體壓強(qiáng)
氣壓
越高
越多
[要點(diǎn)歸納]
1.伽爾頓板實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
(1)從伽爾頓板的入口投入一個(gè)小鋼珠，該小鋼珠在下落過程中先后與許多鐵釘相撞，經(jīng)曲折路徑，落入某一槽中。重復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)小鋼珠每次落入的槽不完全相同。這表明，在每一次實(shí)驗(yàn)中，小球落入某個(gè)槽內(nèi)的機(jī)會(huì)是偶然的。
要點(diǎn)提升一　氣體分子速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律
(2)如果保持手的姿勢不變，把大量小鋼珠從入口處緩緩倒入，可以看到，落入每個(gè)槽內(nèi)的小鋼珠數(shù)目是不相同的，在中央處的槽內(nèi)小鋼珠分布得最多，離中央越遠(yuǎn)的槽內(nèi)小鋼珠分布得越少，呈現(xiàn)一種“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律(如圖)。
2.氣體分子速率分布規(guī)律
(1)在一定溫度下，不管個(gè)別分子怎樣運(yùn)動(dòng)，速率分布表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的規(guī)律。
(2)溫度升高時(shí)，“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律不變，速率大的分子數(shù)量增多，分布曲線的峰值向速率大的一方移動(dòng)(如圖)。
練1：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(　　)
A.同一溫度下，氧氣分子的速率呈現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律
B.隨著溫度的升高，每一個(gè)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
解析：溫度升高后，并不是每一個(gè)氧氣分子的速率都增大，而是氧氣分子的平均速率變大，并且速率小的分子所占的比例減小，則B、C、D錯(cuò)誤；同一溫度下，氧氣分子的速率呈現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律，A正確。
答案：A
[情景導(dǎo)學(xué)]
把一顆豆粒拿到臺(tái)秤上方約10 cm的位置，放手后使它落在秤盤上，觀察秤的指針的擺動(dòng)情況。如圖所示，再從相同高度把100粒或更多的豆粒連續(xù)地倒在秤盤上，觀察指針的擺動(dòng)情況。使這些豆粒從更高的位置落在秤盤上，觀察指針的擺動(dòng)情況。用豆粒做氣體分子的模型，試說明氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原理。
要點(diǎn)提升二　氣體的壓強(qiáng)
提示：說明氣體的壓強(qiáng)是大量分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生的，大小跟兩個(gè)因素有關(guān)：一個(gè)是氣體分子的平均動(dòng)能，一個(gè)是分子的密集程度。
[要點(diǎn)歸納]
1.氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生：單個(gè)分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就會(huì)對(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力。所以從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看，氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。
2.決定氣體壓強(qiáng)大小的因素
(1)微觀因素
①氣體分子的密集程度：氣體分子密集程度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)越大，在單位時(shí)間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多，氣體壓強(qiáng)就越大。
②氣體分子的平均動(dòng)能：氣體的溫度越高，氣體分子的平均動(dòng)能就越大，每個(gè)氣體分子與器壁碰撞時(shí)(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就越大；從另一方面講，分子的平均速率越大，在單位時(shí)間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就越多，累計(jì)沖力就越大，氣體壓強(qiáng)就越大。
(2)宏觀因素
①與溫度有關(guān)：溫度越高，氣體的壓強(qiáng)越大。
②與體積有關(guān)：體積越小，氣體的壓強(qiáng)越大。
3.封閉氣體壓強(qiáng)的求解方法
(1)取等壓面法：同種液體在同一深度向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等，在連通器中，靈活選取等壓面，利用同一液面壓強(qiáng)相等求解氣體壓強(qiáng)。如圖甲所示，同一液面C、D兩處壓強(qiáng)相等，故pA＝p0＋ph；如圖乙所示，M、N兩處壓強(qiáng)相等，從左側(cè)管看有pB＝pA＋ph2，從右側(cè)管看，有pB＝p0＋ph1。
(2)力平衡法
選與封閉氣體接觸的液體(或活塞、氣缸)
為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，由平衡條件
列式求氣體壓強(qiáng)。
練2：(多選)一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度升高，壓強(qiáng)增大的原因是(　　)
A.溫度升高后，氣體分子的平均速率變大
B.溫度升高后，氣體分子的平均動(dòng)能變大
C.溫度升高后，分子撞擊器壁的平均作用力增大
D.溫度升高后，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，撞擊到單位面積器壁上的分子數(shù)增多了
解析：體積不變，分子的密集程度不變，即單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變，溫度升高，氣體分子的平均速率變大，分子的平均動(dòng)能增大，所以氣體的壓強(qiáng)增大，同時(shí)由于氣體分子的平均速率變大，分子撞擊器壁的平均作用力增大，故A、B、C正確，D錯(cuò)誤。
答案：ABC
[要點(diǎn)梳理]
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>1.探究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的條件下壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。
2.學(xué)習(xí)氣體壓強(qiáng)的測量方法。
二、實(shí)驗(yàn)器材
探究氣體壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置(氣壓計(jì)、玻璃管、鐵架臺(tái)、活塞等)。
要點(diǎn)提升三　探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系
三、實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)
如圖所示，以玻璃管內(nèi)封閉的氣體為研究對(duì)象，可由氣壓計(jì)讀出管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，從玻璃管的刻度上直接讀出管內(nèi)氣體的體積。在保持氣體溫度不變的情況下，改變氣體的體積，測量多組數(shù)據(jù)即可研究氣體壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.密封氣體：用橡膠套在注射器中密封一定質(zhì)量的氣體(氣體的體積大約是注射器容積的一半)。
2.安裝固定：把帶有壓力表的注射器固定在鐵架臺(tái)上。
3.收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：空氣柱的壓強(qiáng)p可以從儀器上方的指針讀出，空氣柱的長度l可以在玻璃管側(cè)的刻度尺上讀出，空氣柱的長度l與橫截面積S的乘積就是它的體積V。用手把柱塞向下壓或向上拉，讀出體積與壓強(qiáng)的幾組數(shù)據(jù)填入表格。
次數(shù) 1 2 3 4 5
壓強(qiáng)(p)
氣柱長度(l)
體積(V)
體積的倒數(shù)()
用壓強(qiáng)傳感器探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系
五、數(shù)據(jù)處理
以壓強(qiáng)p為縱坐標(biāo)，以體積的倒數(shù)為橫坐標(biāo)，把以上各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。如果圖像中的各點(diǎn)位于過原點(diǎn)的同一條直線上，就說明壓強(qiáng)跟體積的倒數(shù)成正比，即壓強(qiáng)與體積成反比。
p 圖像
六、注意事項(xiàng)
1.氣體質(zhì)量一定：針筒要密封好，活塞上涂好潤滑油，防止漏氣。
2.溫度要保持不變，推拉活塞要緩慢，手不能握住針筒。
3.改變氣體的體積時(shí)，要緩慢進(jìn)行，等穩(wěn)定后再讀數(shù)。
4.不需要測氣柱的橫截面積。
5.作p 圖像時(shí)，應(yīng)盡量多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)落在直線上。
七、誤差分析
1.氣體密封不好，實(shí)驗(yàn)過程中氣體的質(zhì)量發(fā)生變化出現(xiàn)誤差。
2.氣柱長度的測量、氣體壓強(qiáng)的測量出現(xiàn)誤差。
練4：為了探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。注射器下端的開口有橡膠套，它和活塞一起把一段空氣柱封閉在玻璃管中。實(shí)驗(yàn)中空氣柱體積變化緩慢，可認(rèn)為________保持不變。空氣柱的壓強(qiáng)p可以從儀器上方的指針讀出，空氣柱的長度L可以在玻璃管側(cè)的刻度尺上讀出，若空氣柱的橫截面積為S，則空氣柱的體積V＝________。為了直觀地判斷壓強(qiáng)p與體積V的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作出________(選“p－V”或“p－ ”)圖像。

解析：實(shí)驗(yàn)中空氣柱體積變化緩慢，可認(rèn)為溫度保持不變。若空氣柱的橫截面積為S，則空氣柱的體積V＝SL。因pV＝C，則為了直觀地判斷壓強(qiáng)p與體積V的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作出“p－ ”圖像，這樣得到的圖像為直線。
答案：(1)溫度　(2)SL　(3)p－

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