第四节 气体热现象的微观意义
一、教学目标
1、知道气体分子运动的特点. 知道气体分子间的距离较大，以及气体分子间碰撞频繁。
2、知道分子沿各方向运动的机会均等，分子速率按一定规律分布，这种规律是一种统计规律。
3、理解气体压强的微观解释。
4、知道气体实验定律的微观解释。
5、通过教学，使学生体验气体宏观性质、规律是由气体分子运动和相互作用的微观本质决定的，引起从宏观现象深入到微观本质的兴趣。培养学生热爱科学的志趣。
二、教学重点与难点
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。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。
三、教学方法与建议
实验法、分析讨论法、flash课件演示
四、学情分析
本节开始先通过掷硬币的实验让学生体会“个别事物出现具有偶然性，但大量事物的出现遵从统计规律”。再用生活中的一些常见事例来帮助学生理解。气体分子运动的特点，可能学生不是能够完全一步到位地接受，教师需要结合课本上的那个曲线图，逐步引导学生得到相关结论。对于气体压强的微观原因，结合flash课件的演示，学生的接受也应该没有什么大的问题，故对气体实验定律的微观解释也不会有太大的困难。
五、教学过程
（一）引入新课
前面是通过实验来研究气体的性质，从实验中归纳得到气体实验定律，进一步概括得到理想气体状态方程，这节课我们从微观角度即从气体分子动理论的角度来认识气体实验定律.
（二）进行新课
1、体验统计规律
请学生每人准备4枚硬币，完成课本P26的实验，并相互交流实验结果，完成数据统计，教师引导学生通过对实验结果的统计，得出以下结论：单次实验中硬币正面朝上的枚数是偶然的，但多次实验的结果却具有一定的规律性。
进一步概括可得到：个别事物的出现具有偶然的因素，但大量事物出现的机会，却遵从一定的统计规律。
用生活中的一些实例来帮助学生理解统计规律。
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2、气体分子运动的特点
热现象与大量分子热运动的统计规律有关，因而研究气体的热现象，就要了解气体分子运动的特点。
阅读教材：你能找到气体分子运动有哪些特点？同学之间相互交流，然后总结。
教师同时利用PPT课件演示课本图8.4-2，通过氧气分子的速率分布图像，帮助学生一起研究归纳气体分子运动的特点。
气体分子运动特点是：
（1）气体间的距离较大，分子间的相互作用力十分微弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。
（2）分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞。气体通过这种碰撞可传递能量，其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的，这就是杂乱无章的气体分子热运动。
（3）从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。
（4）大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大。
定量的结果是：，即温度是分子平均动能的标志。
3、气体压强的微观意义
（1）从微观的角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器的频繁碰撞引起的。
通过flash课件演示雨滴打在雨伞上，以及大量钢珠落在台秤上等例子，向学生解释当大量气体分子频繁碰撞容器壁时，也会对容器壁产生压力，容器壁单位面积上的压力，即为气体产生的压强。
在此基础上，教师进一步引导学生分析讨论气体压强大小跟什么因素有关？
（2）影响气体压强大小的因素：
从微观角度看：一个是气体分子的平均动能；一个是分子的密集程度。
从宏观角度看：一个是气体的温度；一个是气体的体积。
4、对气体实验定律的微观解释
（1）教师引导、示范，以解释玻意耳定律为例教会学生用气体分子动理论解释实验定律的基本思维方法和简易符号表述形式。
范例：用气体分子动理论解释玻意耳定律。
一定质量（m）的理想气体，其分子总数（N）是一个定值，当温度（T）保持不变时，则分子的平均速率（v）也保持不变，当其体积（V）增大几倍时，则单位体积的分子数（n）变为原来的几分之一，因此气体的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为原
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来的几分之一，则压强增大几倍，即压强与体积成反比。这就是玻意耳定律。
书面符号简易表述方式：
T不变
v不变
m一定
N一定
V↑（或↓）
p↓（或↑）
n↓（或↑）
（2）让学生体验上述思维方法：每个人都独立地用书面详细文字叙述和用符号简易表述的方法来对查理定律进行微观解释，然后由平时物理成绩较好的学生口述，与下面正确答案核对。
书面或口头叙述为：一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（n）也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平均速率（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小。这与查理定律的结论一致。
用符号简易表示为：
m一定
N一定
p↓（或↑）
n不变
v↑（或↓）
T↑（或↓）
V不变
（3）让学生再次练习，用气体分子动理论解释盖·吕萨克定律。再用更短的时间让学生练习详细表述和符号表示，然后让物理成绩为中等的或较差的学生口述自己练习，与下面标准答案核对。
一定质量（m）的理想气体的总分子数（N）是一定的，要保持压强（p）不变，当温度（T）升高时，全体分子运动的平均速率v会增加，那么单位体积内的分子数（n）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积（V）一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小。这与盖·吕萨克定律的结论是一致的。
用符号简易表示为：
V↑（或↓）
n↓（或↑）
N一定
m一定
p不变
v↑（或↓）
T↑（或↓）
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（三）课堂总结
请学生总结本节课的内容。
（四）课后作业
阅读课本，阅读课后“科学漫步”，完成课后“问题与练习”。
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