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1、【基础知识归纳】一、气体的状态参量1温度：宏观上表示物体的冷热程度，微观上标志着物体中分子平均动能的大小其热力学温度和摄氏温度的关系为T=t273 K，二者的区别在于零点的选取不同，而每一度所表示的温差则是相同的热力学温度的国际单位为K2体积：气体的体积宏观上等于容器的容积，微观上则表示气体分子所能达到的空间体积的国际单位为m3且 1 m3103 dm3（L）106 cm3（mL）3压强：气体的压强宏观上等于器壁单位面积上受到的压力，从微观上看则是大量气体分子频繁碰撞器壁的结果压强的国际单位为Pa，且1atm1.013105 Pa76 cmHg4三个参量的大小决定了气体所处的状态在质量不变的情
2、况下，P、V、T相互影响，只有一个参量改变是不可能的，至少要有两个或三个参量同时改变二、气体分子动理论1气体分子运动的特点气体中的分子虽然比较稀疏，但是，每 cm3体积内的分子数仍有1019个，1个空气分子在1 s内与其他空气分子的碰撞次数竟达109次之多就某一个分子来说，它在某一时刻的速度具有怎样的大小和方向，完全是偶然的，但对大量分子的整体来说，分子的运动却表现出一定的规律2气体分子速率分布的统计规律大量分子做无规则运动，速率有的大，有的小，但大多数分子的速率都在某个数值附近，离开这个数值越远，分子数越少，表现出“中间多，两头少”的规律温度升高时，速率大的分子数增加，分子的平均速率增大3气
3、体压强的微观解释气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力气体分子的平均动能越大，分子越密，对单位面积器壁产生的压力就越大，气体的压强就越大【方法解析】气体压强的确定1活塞模型如图821和822是最常见的封闭气体的两种方式图821中活塞的质量为m，气缸横截面积为S，外界大气压强为P0由于活塞处于平衡状态，所以图821 图822p0Smg=pS则气体的压强为：p=p0其实图822中的液柱也可以看成一个活塞，由于液柱处于平衡状态，所以pSmg=p0S则气体压强为：p=p0=p0gh总之，对“活塞模型”类求压强的问题，其基本的方法就是先对
4、“活塞”受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程（请同学们思考：若图821中的气缸整体具有向上的加速度a，被封气体的压强如何表示？）2连通器模型如图823所示，U形管竖直放置根据帕斯卡定律可知，同一液体中的相同高度处压强一定相等所以气体B和A的压强关系可由图中虚线所示的等高线联系起来则有：图823pBgh2=pA而pA=p0gh1，所以气体B的压强为：pB=p0g（h2h1），其实该类问题与“活塞模型”并没有什么本质的区别熟练后以上压强的关系式均可直接写出，不一定均从受力分析入手 【典型例题精讲】例1如图824所示，在竖立的绝热容器中，隔板将气体分为A和B两部分，两部分气体的密度AB若抽
5、开隔板，当两部分气体均匀混和后，全部气体的内能将图824A增加 B减小C不变 D不能判定【解析】 当抽开隔板后，气体将从密度大的B向密度小的A扩散当达到动平衡时，整个气体的重心将升高，因此重力势能增加根据能量守恒和转化定律，在绝热的条件下，系统增加的重力势能等于减少的内能所以，气体的内能减少，温度降低应选答案B【设计意图】 本例反映的是机械能和气体内能的转的过程，通过本例说明利用能量守恒定律分析气体内能变化问题的方法例2在一标准大气压（相当于76 cm水银柱产生的压强）下做托里拆利实验时，由于管中混入少量空气，水银柱上方有一节空气柱，如图825所示，这时管中稀薄气体的压强相当于下列哪个数据的水
6、银柱产生的压强图825A60 cmB30 cmC16 cmD46 cm【解析】 托里拆利管中混入空气后，水银上方已不是真空，这时内外液面的高度差也不再等于大气压强，而变成了管内外气体的压强差所以稀薄气体的压强为:p=p0ph=（7060）cmHg=16 cmHg所以正确的选项为C【设计意图】 通过本例说明气体压强的计算方法例3如图826，导热气缸开口向下，内有气体，缸内活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止，现在把砂桶底部钻一个小洞，细砂慢慢漏出，并缓慢降低气缸外部环境温度，则图826A气体压强增大，内能可能不变B外界对气体做功，气体温度可能降低C气体体积减小，
7、压强增大，内能一定减小D外界对气体做功，气体内能一定增加【解析】 要正确解答本题必需抓住几个关键的词句“细砂慢慢漏出”“缓慢降低”温度、“导热气缸”所隐含的内容为：活塞受力平衡，则内部气体压强增大，（P=P0）；缸内气体温度逐渐降低，则气体内能减小细砂慢慢漏出的过程中，由活塞的受力情况可知，缸内气体的压强逐渐增大，又因为内部气体温度随外界温度的降低而降低，所以活塞将缓慢上升其功能的转化情况是：外界对气体做功，气体对外放热，气体内能减小所以正确的选项为C【说明】 热平衡与力平衡的含义完全不同热平衡指的是温度相同，而力平衡指的是合外力为零若本题中的气缸是绝热的，那么答案又如何呢？【设计意图】 通过
8、本例说明综合应用热力学第一定律、气体内能的特点、气体状态参量的定性关系分析问题的方法【基础练习】1关于绝对零度的说法中，正确的是A气体在绝对零度附近所有分子都将停止运动B绝对零度就是冰水混合物的温度C用摄氏温标来表示，绝对零度的数值为273 D随着低温技术的发展，绝对零度是可能达到的【解析】 绝对零度时所有物质的分子都将停止运动，它是低温的极限，是永远达不到的在温度降低到接近绝对零度之前，所有的气体都早已液化【答案】 C2温度相同的氧气和氢气，它们的分子平均动能之比为A11 B81C18D无法确定【解析】 温度是分子平均动能的量度，氧气和氢气的温度相同，则分子平均动能相同【答案】 A3有甲、乙
9、两种气体，如果甲气体内分子的平均速率大于乙气体内分子的平均速率，则A甲的温度一定高于乙的温度B甲的温度一定低于乙的温度C甲的温度一定等于乙的温度D甲的温度可能低于乙的温度【解析】 甲气体内分子的平均速率大于乙气体内分子的平均速率，但甲气体内分子的平均动能可能小于乙气体内分子的平均动能，所以，甲的温度可能低于乙的温度【答案】 D4封闭在玻璃容器内的气体，温度升高时不变的物理量是（不计容器的体积变化）A分子的平均动能B分子的平均速率C气体的压强D气体的密度【解析】 封闭玻璃容器的容积不变，气体的体积不变，密度不变D选项正确【答案】 D5一定质量的气体，在压强不变的条件下，体积增大，则A气体分子的平
10、均动能增大B气体分子的平均动能减少C气体分子的平均动能不变D条件不够，无法判定气体分子平均动能的变化【解析】 根据气体状态参量间的定性关系，在压强不变时，体积增大，则温度升高，气体分子平均动能增大A选项正确【答案】 A6对一定质量的气体，下列哪些变化是不可能的A体积、温度改变，压强不变B压强改变，保持体积不变C温度改变，体积和压强不变D压强、体积和温度同时改变【解析】 气体的三个状态参量中，一个物理量的变化必然引起另外两个物理量中至少一个发生变化【答案】 C7对一定质量的气体，下列说法中正确的是A如果体积减小，气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的总冲量一定增大B如果压强P增大，气体分子在单
11、位时间内作用于器壁单位面积的总冲量一定增大C如果温度T不变，气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的总冲量一定不变D如果密度不变，气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的总冲量一定不变【解析】 气体压强取决于气体分子的平均速率和单位体积内的分子数（密度），它就等于单位时间内作用于器壁单位面积上的总冲量【答案】 B【能力突破】8下列说法正确的是A气体的体积就是每个气体分子体积之和B气体压强的大小只取决于分子的平均速率C温度升高，气体中每个分子的速率均增大D一定质量的气体，温度一定，体积减小，分子密度增大，从而使压强增大【解析】 气体的温度升高，大量气体分子中速率小的分子数减少，速率大的分子数增多
12、，分子平均速率增大气体压强的大小取决于分子的平均速率和单位体积内的分子数【答案】 D9如图827所示，两端开口竖直放置的U形玻璃管内，有被两段水银柱封闭着的长度是L的气体，a、b两水银面的高度差为h现保持温度不变，则下列说法中错误的是A若从左管再注入一些水银，稳定后h增大B若从左管再注入一些水银，稳定后h不变C若从右管再注入一些水银，稳定后h增大D若从两管同时注入一些水银，稳定后h增大图827【解析】 从U形管的左侧看，气柱L的压强为P0h，因此右管L上方水银的长度应始终等于a、b的高度差h，所以只有当L上方水银柱长度变大时，h才能变大【答案】 C10如图828所示，一个横截面积为S的圆柱形容器，竖直放置，金属圆板A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面夹角为，圆板质量为M不计圆板与容器内壁之间的摩擦，若大气压强为P0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强等于图828A p0BC p0D p0【解析】 为求气体的压强，应以封闭气体的圆板为研究对象，分析其受力，如下图所示由物体的平衡条件F=0得pcosP0SMg=0解得：p=p0Mg/S【答案】 D单位：金太阳教育姓名：刘占想E_mail：
