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1、气 体 庞留根 吕叔湘中学 2006年7月 Email: dyszplg 气 体 一、气体的状态参量 二、一定质量的气体状态参量之间的关系: 三、等温变化的图象： 四、 气体压强的微观意义 2006年上海卷9、 2005年江苏理综卷20、 06年苏锡常镇四市一模3、 例1、 05年苏州市教学情况调查、 06年南通市调研测试一5、 2006年全国卷21、 2005年广东卷4、 2006年江苏卷7、 2006年四川理综卷19、 2005年天津卷14、 2004年江苏卷5、 2006年江苏卷5、 2006年上海卷19A、 2006年上海卷19B、 05年南京质量检测一6、 05年苏锡常镇教学调查(一
2、)5、 06年南通市二模7、 05年南京模拟卷二3、 06年湖南百校大联考(一) 4 、 04年南京质量检测三4、 2005年江苏卷9、 2005年理综全国卷I21、 2005年上海卷21、 2005年上海卷15、 一、气体的状态参量 1、温度T 热力学温度 ：开尔文 T = t 273 K 2、体积V 就是气体所充满的容器的体积 . 单位：有 、升(L) 、毫升(mL)等 1 m3 103 升= 106 毫升 3、压强 p 产生：气体分子频繁碰撞容器壁 而产生的容器单位面积上的压力. 单位：Pa（帕斯卡） 、大气压、 mmHg柱等 1大气压=760 mmHg柱=1.013 105 Pa 二、
3、一定质量的气体状态参量之间的关系: 在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时， 往往采用“控制变量法”保持一个量不变，研究 其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究 的几个量之间的关系， 1、等温变化： 当温度(T)保持不变时,体积(V)和压强(p)之间的关系。 一定质量的某种气体,在温度保持不变的情况下，压强p 与体积V成反比.或压强p与体积V的乘积保持不变. pV=常量 玻马定律 2、等容变化： 当体积(V)保持不变时, 压强(p)和温度(T)之间的关系 。一定质量的某种气体,在体积保持不变的情况下, 压强p 与热力学温度T成正比. 3、等压变化： 当压强(p) 保持不变时,体积
4、(V)和温度(T)之间的关系. 一定质量的某种气体,在压强p保持不变的情况下, 体积 V与热力学温度T成正比. 4、气态方程： n为气体的摩尔数，R为普适气体恒量 三、等温变化的图象： 次数12345 压压强（105Pa)3.02.52.01.51.0 体积积(L)1.31.62.02.74.0 p （105Pa) V (L) 1 2 3 012 34 p （105Pa) 1/V(L1 ) 1 2 3 0 0.20.40.60.8 四、 气体压强的微观意义 气体的压强是大量的气体分子频繁地碰撞容器器 壁而产生的。 气体的压强就是大量的气体分子作用在器壁单位面 积上的平均作用力。 单位体积内的分
5、子数n0越大,气体的平均速率越大, 气体的压强越大。 P=1/3n0 mv2 =2/3n0 E E为分子的平均动能 五、气体分子运动的特点 分子间的距离较大，分子间的相互作用力很微弱； 分子间的碰撞十分频繁； 分子沿各个方向运动的机会均等； 分子的速率按一定规律分布（“中间多，两头少”）。 9.如图所示，竖直放置的弯曲管A端开口，B端封闭， 密度为的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度 差分别为 h1、h2 和 h3，则 B端气体的压强为（已知大 气压强为P0） ( ) A. P0 -g（h1+ h2- h3） B. P0 -g（h1+ h3） C. P0 -g（h1+ h3- h2） D.
6、 P0 -g（h1+ h2） 2006年上海卷9、 B h1 h2 h3 A B 2005年江苏理综卷20、 20.一定质量的气体，压强保持不变，下列过程 可以实现的是 （ ） A. 温度升高，体积增大 B. 温度升高，体积减小 C. 温度不变，体积增大 D. 温度不变，体积减小 A 06年苏锡常镇四市一模3、 3. 对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是 ( ) ( A ）压强增大，体积增大，分子的平均动能一定增大 ( B ）压强减小，体积减小，分子的平均动能一定增大 ( C ）压强减小，体积增大，分子的平均动能一定增大 ( D ) 压强增大，体积减小，分子的平均动能一定增大 A 分子流以
7、平均速率v和面积为S的器壁碰 撞，分子流单位体积内的分子数是n0，每个分 子的质量是m0，如果 运动方向与器壁垂直， 且碰撞后以原速率反向弹回，求分子流对器壁 的作用力和压强。 解：画出示意图，t 秒内通过截面S的分子总质量m s v vt m=n0Vm0 = n0 vtSm0 由动量定理Ft= - mv mv = - 2mv 作用力 F=2n0m0Sv2 压强 P=F/S=2n0m0v2 例1、 05年苏州市教学情况调查、 对一定质量的理想气体，下列判断正确的是 ( ) A气体对外做功，温度一定降低 B气体吸热，温度也可能降低 C气体体积不变，压强增大，内能一定增大 D气体温度不变，压强增大
8、，内能一定减小 B C 06年南通市调研测试一5、 5固定的气缸内由活塞封闭着一定量的理想气体 ，活塞在拉力F作用下缓慢地向右移动，如图所示 假设气缸壁和活塞都是不导热的材料，在拉动活 塞的过程中，则下列说法正确的是 （ ） A气体对外做功，气体内能减小 B外力F做正功，气体内能增加 C气体温度升高、压强减小 D每个气体分子的动能都减小 F A 2006年全国卷21、 21对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与 气壁单位面积碰撞的分子数，则 ( ) A当体积减小时，N必定增加 B当温度升高时，N必定增加 C当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化 D当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变
9、C 2005年广东卷4、 封闭在气缸内一定质量的气体,如果保持气体体 积不变,当温度升高时,以下说法正确的是: ( ) A. 气体的密度增大 B. 气体的压强增大 C. 气体分子的平均动能减小 D. 每秒撞击单位面积器壁的分子数增多 B D 2006年江苏卷7、 7下列说法正确的是 ( ) A气体的温度升高时，并非所有分子的速率都增大 B盛有气体的容器作减速运动时，容器中气体的内能 随之减小 C理想气体在等容变化过程中，气体对外不做功，气 体的内能不变 D一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增 大 A D 2006年四川理综卷19、 19.对一定质量的气体，下列说法中正确的是 ( ) A
10、.温度升高，压强一定增大 B.温度升高，分子热运动的平均动能一定增大 C.压强增大，体积一定减小 D.吸收热量，可能使分子热运动加剧、气体体积增大 B D 2005年天津卷14、 14. 下列说法中正确的是 ( ) A. 一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大 B. 一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大 C. 气体压强是由气体分子间的斥力产生的 D. 在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强 A 2004年江苏卷5、 甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的 同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲 、 p乙 ，且p甲0, C对. 由热力学第一定律 E=W+Q ,
11、得Q0 由热力学第一定律E =W+Q, Q0, 吸热. bc等温过程， E =0 , P减小, V增大, W 0, 吸热. cd等压过程，T增大, E 0 , V增大, W 0, 吸热. D 06年湖南百校大联考(一) 4、 A气体压强减小，内能增大 B外界对气体做功，气体内能不变 C气体的压强增大，内能增大 D气体对外界做功，气体内能减小 4.如图所示,用一根与活塞相连的细线将绝热汽缸悬挂 在某一高度静止不动.汽缸开口向上,内封闭一定质量 的气体,缸内活塞可自由活动且不漏气.现将绳剪断,让 汽缸自由下落,则下列说法正确的是 （ ） 解: 隔离汽缸,受力如图示: P1=P0 Mg /S P0S
12、 P1S Mg 剪断绳,汽缸自由下落,汽缸失重 P2=P0 P1 在很短时间内,汽缸的温度不可能变化, 由玻马定律知体积减小, 外界对气体做功 W0. 绝热过程, Q =0, 由热力学第一定律 E=Q+W=W0, 内能增大 C 左 BA 右 如图示，一个密闭的绝热容器内，有一个绝热且与内 壁光滑接触的活塞将它隔成A、B两部分，在A、B两 部分空间内封有相同质量的空气，开始时活塞被销钉 固定，A部分气体的体积大于B部分气体的体积，温度 相同。若拔出销钉后，活塞达到平衡时，关于活塞的 位置，下面说法正确的是 （ ） A. 在原来位置 B. 在中间左侧位置 C. 在中间位置 D. 在中间右侧位置 0
13、4年南京质量检测三4、 解：由 PV=mRT 得 PA 0 , 绝热Q=0, E=W+Q0, TA增大 对B: V增大,WV0 ,则 （ ） A. p1 p2, T1 T2 B. p1 p2, T1 T2 p1 p2 如图所示,绝热隔板K把绝热的汽缸 分隔成体积相等的两部分,K与汽缸壁的接触是光滑的.两部分中 分别盛有相同质量,相同温度的同种气体a和b.气体分子之间相互 作用势能可忽略.现通过电热丝对气体a加热一段时间后,a,b各自 达到新的平衡, ( ) A. a的体积增大了,压强变小了 B. b的温度升高了 C. 加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈 D. a增加的内能大于b增加的内
14、能 2005年理综全国卷I 21、 ba K 解:气体a加热,温度升高,压强增大,K向右移动,a体积增大. 对气体b,由E=W+Q, Q=0, W0, E 0 , b的温度升高 达到新的平衡后,两边气体的压强相等, VaVb 由PV=nRT TaTb a的分子热运动比b的分子热运动更激烈 由于气体分子之间相互作用势能可忽略,又ab气体的分子数相同, 所以气体的内能只与温度有关, TaTb a增加的内能大于b增加的内能 B C D 2005年上海卷21、 (10分)内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合 物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0l05Pa 、体积为2.0l0-3m3的理想气
15、体现在活塞上方缓缓倒 上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将 气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127 (1)求气缸内气体的最终体积； (2)在pV图上画出整个过程中 气缸内气体的状态变化 (大气压强为1.0l05Pa) 0 P( 105 Pa) V( 10-3 m3) 1.0 2.03.0 1.0 2.0 3.0 (1)在活塞上方倒沙的过程中温度保持不变 P0V0P1V1 在缓慢加热到127的过程中压强保持不变 由式解得 (2)如图所示 由式解得P1P0V0 /V1 2.0l05 Pa 0 P( 105 Pa) V( 10-3 m3) 1.02.03.0 1.0 2.0 3.0 解： 2005年上海卷15、 15(6分)一同学用下图图装置研究一定质质量气体的压压强 与体积积的关系实验过实验过 程中温度保持不变变最初，U形 管两臂中的水银银面齐齐平，烧烧瓶中无水当用注射器往 烧烧瓶中注入水时时，U形管两臂中的水银银面出现现高度差 实验实验 的部分数据记
