2018解读中学物理气体分子运动特点

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解读中学物理气体分子运动特点
气体分子运动的特点是高中物理教学的重要内容，也是一个教学难点.教学中要结合大气压知识，通过阅读和演示得到气体压强产生的原因，引导学生理解物理气体分子的运动特点.
　　1气体分子热运动的特征
　　气体能够充满它所能达到的空间，既没有一定体积，也没有一定形状.为了了解气体分子热运动的基本特征，先观察气体分子热运动的图景.
　　（1）快：气体分子热运动的速度是非常快.在常温下，气体分子热运动的平均速率的数量级为102 m/s，即平均地讲，气体分子以每秒数百米的速度运动着.如氧分子在标准状态下，平均速率为425 m/s. 因此，分子的速度是相当快的.
　　（2）小：气体分子的线度一般都是非常小的，气体分子的有效直径的数量级为10-10 m.如，氢分子的有效直径为2.710-10 m，氮分子的有效直径为3.710-10 m.
　　（3）多：在气体中，分子间的平均距离与分子的线度相比是很大的，虽然与固体和液体相比气体中的分子是比较稀疏的，但仍然是由大量的分子所组成的.例如，在标准状态下，1 cm3中的气体分子数有2.691019个，可见，气体是由极多的分子所组成的.
　　（4）乱：气体分子在运动中，相互碰撞是非常频繁的.在标准状态下，平均地讲，一个分子在1 s内与其它分子相互碰撞的次数 （平均碰撞频率）的数量级为109次，即几十亿次.如，氮分子在标准状态下，每秒钟内与其他分子平均碰撞74亿次.由于频繁的碰撞，分子的运动状态在不断地改变，可见，气体分子运动是杂乱无章的、无规则的，并且温度越高，无规则运动的剧烈程度越大.  代写论文 http://www..Com
　　通过对气体分子热运动的分析，可以了解到气体分子热运动的基本特征.可以想象到，气体是彼此间距离很大的大量分子的集合.通常讲，气体中分子的分布是相当稀疏的，因此，分子与分子之间的相互作用力，除了碰撞的一瞬间以外，极为微小，在连续两次碰撞之间，分子的运动可以看作是自分子本身惯性支配的自由运动.由于气体中大量分子都在不停地运动着，所以它们之间的碰撞是非常频繁的，其结果造成气体中的每一个分子都在不停地作无规则的热运动，这就是气体分子热运动的基本特征.
　　2分子间的碰撞
　　分子间的碰撞是使气体内部能够达到热平衡以及使气体分子运动服从统计规律的重要因素，因此，研究分子间的碰撞具有重要的意义.
　　2.1分子力
　　假设分子间的相互作用具有球对称性，分子力的半经验公式是f=c1/rs-c2/rt （st）. 式中r为两分子中心间的距离，c1、c2、s、t都是正的常数，可由实验确定.式中第一项是正的，表示排斥力，第二项是负的，表示吸引力.图1表示两个分子间的斥力f斥和引力f引及分子力（引力和斥力和合力）f随分子间距离r的变化情况.由于s和t都较大，斥力和引力都随r的增大而急剧减小，但由于st，所以斥力比引力减小得快.可见，分子力是短程力，是具有一定有效距离（一般在10-9 m）的力，超出了这个距离，分子力实际上可以完全忽略.   http://www..com

　　当分子间的距离r=r0=（c2/c1）1/（t-s）时，斥力和引力相互平衡，分子力f=0，这个位置称为平衡位置，其数量级约为10-10 m. 在平衡位置以内，rr0，斥力和引力都随r减小而增大，但斥力增大得较快，因此，分子力表现为强大的斥力，f0，并且分子越接近，斥力越大. 在平衡位置以外，rr0，斥力和引力都随r增大而减小，但斥力减小得快，因此，分子力表现为强大的引力，f0，并随分子间距离的增大，引力很快趋于零.
　　2.2分子间碰撞的实质
　　由于分子力是一种保守力，根据保守力与势能的一般关系dEp=-fdr，可得到分子势能随分子间距离f变化的函数关系.图2给出了分子势能曲线.下面根据势能曲线来说明两个分子的相互碰撞过程.
　　设一个分子静止不动，其中心固定在图2的坐标原点，另一个分子从极远处以动能Ek0（这时势能为零，所以Ek0就是总能量E）向原点趋近.在rr0的范围内，分子力是引力，随着r的减小，动能Ek增大，势能Ep减小，直到r=r0时，势能Ep减为最小，动能Ek增至最大，分子再继续趋近，在rr0的范围内，分子力是斥力，因而随着r的减小，势能ep增大而动能ek减小.当r=a时，势能等于ek0，即动能全部转化为势能，分子速高中阶段作图（包括图象）是解决许多物理问题的重要手段，本节课的教学着重加强了对学生作图能力的训练，作图中涉及到平行四边形、三角形、圆、 垂线等几何图形，教师针对性地指导学生作图规范，这样既训练学生的作图基本功，提高学生研究和解决问题的能力，又为以后的物理作图打下了良好的基础.同时能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论，必要时能运用几何图形、函数图象进行表达、分析.通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识到物理实验、物理模型和数学工具在物理发展过程中的作用，逐步养成发现问题、主动解决问题的习惯，提高他们应用物理、数学知识处理实际问题的能力.="" br=""　　综上所述，在力的分解教学中，始终贯彻新课标，体现物理教学的课改理念──从生活走向物理，从物理走向社会， 旨在提高了学生的学习兴趣，通过问题驱动促使学生对物理规律进行深入探讨和研究，本课的实施总体达到了预期的目的，学生由情入境，由境至理，表现了极大的学习兴趣，给整堂课确立了良好的氛围基调.培养学生见物思理的学习意识，教师就必须把课堂放开，倡导科学探究，让学生通过自己的思维、动手实验等，体验探究过程的曲折和乐趣，发展科学探究能力，增强对科学探究的理解.高中阶段尤其要注重科学探究，让学生真正动起来，在课堂上要选取生活中常见的实例和器材，真正体现身边物理见物思理，把物理教学与学生的生活体验相联系，让物理真正走进生活.度变为零，不能再趋近，这时分子在强大的斥力作用下被排斥开来.这便是通常被形象地看作分子间的弹性碰撞过程.