四、气体公开课教案（教学设计）

第四节

气体热现象的微观意义

知识与能力

1．在物理知识方面的要求：

（1）能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。

（2）能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。

2．通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想像能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。

3．通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。

教学重点: 用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节课的重点，它是本节课的核心内容。

教学难点：气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想像力。

教学过程：

一、随机性与统计规律 阅读教材P26气体，思考下列问题: 1、什么是必然事件？

什么是偶然事件？ 2、什么是随机事件？什么是统计规律？统计规律有何用处？

实验一: 每个人都把4枚硬币握在手中,在桌面上随意投掷10次,记录每次投掷是正面

朝上的硬币数,统计共10次投掷中有0，1，2，3，4枚硬币正面朝上的次数各 是多少，将结果填在以下表格中：

阅读教材P26气体，思考下列问题: 1、为什么气体的体积等于容器的容积? 2、在任一时刻,向各个方向运动的气体分子数有什么特点?气体分子速率分布 有何特点？ 3、气体分子热运动与温度的关系如何？ 4、如何理解气体压强的微观意义

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5、气体压强与哪些因素有关？

二、气体分子运动的特点

1、气体的体积为容器的容积

一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间,无一定的形状和体积。 2、在空间,向各个方向运动的气体分子数目是相等的 3、大量气体分子的速率按

“中间多，两头少”的规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大。

4、气体分子热运动与温度的关系

（1）温度越高，分子的热运动越激烈。

（2）理想气体的热力学温度T与分子的平均动能EK成正比，即：T=aEK(式中a是比例常数)。这表明温度是分子均动能的标志。 二、气体压强的微观意义

1、气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的

2、气体压强的大小

气体的压强在数值上等于大量气体分子作用在器壁单位积上的作用力

。 平C、当分子间的平均距离变大时，压强一定变小

D、当分子间的平均距离变大时，压强可以不变

三、对气体实验定律的微观解释

1、玻意耳定律(等温变化) ： p1V1=p2V2

一定质量的气体，温度不变------分子的平均动能不变，体积减小，分子的密集程度越大，压强越大。

2、查理定律(等容变化)： p1p2

T1T2

一定质量的气体,体积不变---分子的密集程度不变温度升高时，分子的平均动能增加，压强越大。

V1V23、盖-吕萨克定律(等压变化)：

T1T2

一定质量的气体，温度升高，分子的平均动能增大，压强有增大的趋势；体积 增大，分子的密集程度减少，压强有减小的趋势。当两个相反的趋势相互抵消 时，则保持压强不变。

要推论宏观物质的表现，就必须采用统计方法，由对单个原子（分子）物理参 量的适当统计平均，来得出支配宏观行为的规律

——罗杰•彭罗斯

练1、气体的压强是由下列那种原因造成的（ B ）

A、气体分子对器壁的吸引力

B、气体分子对器壁的碰撞力

C、气体分子对器壁的排斥力

D、气体的重力

2、下列关于气体的说法中，正确的是( C ） A、由于气体分子运动的无规则性，所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等 B、气体的温度升高时，所有的气体分子的速率都增大 C、一定体积的气体，气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大 D、气体的分子数越多，气体的压强就越大 3、在一定温度下，当一定量气体的体积减小时，气体的压强增大，这是因为（ A ）

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面3、影响气体压强的两个因素：温度和体积

（1）气体分子的平均动能。

气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁碰撞给器壁的冲力就大。

（2）气体分子的密集程度，即气体分子数密度。 气体分子密度大，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数就多。 4、大气压的产生与容器内气体压强产生的原因不同，大气压是由于空气受到重力作用而产生的。 例1、在一定温度下，某种理想气体的分子速率分布应该是

（ B ）

A、每个气体分子速率都相等

B、每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很少

C、每个气体分子速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数的分布是均匀的

D、每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很多

例2、对一定量的理想气体，下列说法正确的是（ B ）

A、当分子热运动变剧烈时，压强一定变大

B、当分子热运动变剧烈时，压强可以不变

A、单位体积内的分子数变大，单位时间内对器壁碰撞的次数增大

B、气体分子密度变大，分子对器壁的吸引力变大

C、每个分子对器壁的平均碰撞力变大

D、气体分子的密度变大，单位体积内分子的重量变大

4、下列说法正确的是 （ CD ）

A、气体体积就是每个气体分子体积之和

B、气体压强的大小，只取决于分子平均速率

C、温度升高，气体分子中速率小的分子数减少，速率大的分子数增多，分子平均速率增大

D、一定量的气体，温度一定，体积减小，分子密度增大

小结：

课后作业: 1、阅读课本P29《科学漫步》

2、课本P30问题与练习（1、2）

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