(2008?青島)進(jìn)一步探究:
曉麗想要探究“氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng)規(guī)律”,她首先做了如下實(shí)驗(yàn):
如圖,將托盤天平的左盤扣在支架上,調(diào)節(jié)天平平衡后,將一袋綠豆源源不斷地從同一高處撒到左盤上,發(fā)現(xiàn)天平指針偏轉(zhuǎn)并保持一定角度,左盤受到一個(gè)持續(xù)的壓力.
容器中氣體分子碰撞器壁的現(xiàn)象與上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象十分相似.可見,容器中大量氣體分子不斷碰撞器壁時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的壓力,而
單位
單位
面積上所受的壓力就是氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng).
(1)上述過(guò)程中運(yùn)用的科學(xué)方法主要有
類比
類比
法.
(2)氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)呢?
①曉麗對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了如下簡(jiǎn)化:
a、容器為長(zhǎng)方體;
b、容器中的氣體分子不發(fā)生相互碰撞;
c、容器中氣體分子分為6等份,每一等份中所有氣體分子均與器壁的一個(gè)內(nèi)表面垂直碰撞;
d、所有氣體分子的速度均等于它們的平均速度v;
e、所有氣體分子與器壁的碰撞均為完全彈性碰撞(詳見②中“c”).
②已知每個(gè)氣體分子的質(zhì)量為m,單位體積中的氣體分子個(gè)數(shù)為n
0.曉麗推導(dǎo)出了氣體分子的數(shù)學(xué)表達(dá)式.她的推導(dǎo)過(guò)程如下:(請(qǐng)將推導(dǎo)過(guò)程填寫完整)
a、單位體積垂直碰撞到任一器壁的氣體分子數(shù)n=
;
b、△t時(shí)間內(nèi)垂直碰撞到某一器壁△S面積上的平均分子數(shù)△N=
n0v△t△s
n0v△t△s
;
c、由于是完全碰撞,因此△S面積上所受的平均壓力F與△t的乘積為:F△t=△N?2mv;
d、氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng)公式為:P=
2n0mv2
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