 高中物理必修一电子课本新教材教科版2023pdf
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内容举例： 3 分子运动速率分布规律
一、统计规律
1．必然事件：在一定条件下必然出现的事件．
2．不可能事件：在一定条件下不可能出现的事件．
3．随机事件：在一定条件下可能出现，也可能不出现的事件．
4．统计规律：大量随机事件的整体往往会表现出一定的规律性，这种规律就叫作统计规律．
5．对统计规律的理解
(1)个别事件的出现具有偶然因素，但大量事件出现的机会却遵从一定的统计规律．
(2)从微观角度看，由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子并没有统一的运动步调，单独来看，各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律．
二、气体分子运动的特点
1．气体分子间的距离很大，大约是分子直径的10倍左右，通常认为除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，在空间自由移动．做匀速直线运动．所以气体没有确定的形状和体积，其体积等于容器的容积．
2．分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，气体分子沿各个方向运动的机会(机率)相等．向各个方向运动的气体分子数目几乎相等．
3.每个气体分子都在做永不停息的无规则运动，常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率．
4.气体分子的运动是杂乱无章、无规则的，研究单个的分子无实际意义，我们研究的是大量分子的统计规律．
三、分子运动速率分布图像
温度越高，分子的热运动越剧烈．气体分子的速率呈“中间多、两头少”的规律分布．
1．温度越高，分子热运动越剧烈．
2．大量气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布．当温度升高时，某一分子在某一时刻它的速率不一定增加，但大量分子的平均速率一定增加，而且“中间多”的分子速率值增加。当温度升高时，速率大的分子比例比较多，平均速率较大．(如图所示)．
四．气体的分子动理论
(1)气体分子间的作用力：气体分子之间的距离远大于分子直径，气体分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计，气体分子间除碰撞外无相互作用力．
(2)气体分子的速率分布：表现出“中间多，两头少”的统计分布规律．
(3)气体分子的运动方向：气体分子运动时是杂乱无章的，但向各个方向运动的机会均等．
(4)气体分子的运动与温度的关系：温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的，温度升高，气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大．
五、气体压强的微观解释
1．气体压强的产生原因：大量气体分子不断撞击器壁的结果．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，就会对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．
2．气体的压强：器壁单位面积上受到的压力．公式：p＝FS.
3．决定气体压强大小的因素
(1)微观因素：决定于分子的平均动能和分子数密度．
①容器中气体分子的数密度有关：气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，平均作用力也会较大，气体压强就越大．
②与气体分子的平均速率有关：气体的温度越高，气体分子的平均速率就越大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大；从另一方面讲，分子的平均速率越大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累计冲力就越大，气体压强就越大．
(2)宏观因素：决定于气体的温度和体积．
①与温度有关：体积一定时，温度越高，气体的压强越大．
②与体积有关：温度一定时，体积越小，气体的压强越大．
4．气体压强与大气压强的区别与联系气体压强 大气压强
区别 ①因密闭容器内的气体分子的数密度一般很小，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
②大小由气体分子的数密度和温度决定，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 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
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大气压强最终也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产生的
5．求解压强问题常见的四种方法
(1)液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强．
(2)力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强．
(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．
(4)牛顿第二定律法：选取与气体接触的液体(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解．
6．常用单位及换算关系：
①国际单位制单位：帕斯卡，符号：Pa，1Pa＝1 N/m2.
②常用单位：标准大气压(atm)；厘米汞柱(cmHg)．
③换算关系：1 atm＝76 cmHg＝1.013×105 Pa≈1.0×105 Pa.
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