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1、学案学案 6 气体状态参量气体状态参量目标定位1.知道描述气体的三个状态参量：体积、温度和压强.2.理解热力学温标和摄氏温标的区别与联系.3.能用分子动理论和统计观点解释气体的压强一、两种温标的关系1摄氏温标：一种常用的表示温度的方法摄氏温标表示的温度称为摄氏温度，用符号 t表示，单位是摄氏度，符号是，规定标准大气压下冰水混合物的温度是 0，水的沸点是100.2热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法热力学温标表示的温度叫热力学温度，用符号 T 表示，单位是开尔文，符号为 K.3热力学温度与摄氏温度的关系：Tt273.15K，粗略表示：Tt273K；Tt.说明：热力学温度的零度叫绝对零度，即
2、273.15C，它是低温的极限，可以无限接近但不能达到二、压强的微观意义问题设计气体压强是否与固体和液体的压强一样，也是由气体的重力产生的呢？答案 不是要点提炼1气体的压强：气体作用在器壁单位面积上的压力2气体压强的微观决定因素是气体分子的平均动能和分子的密集程度(1)密集程度一定时，分子的平均动能越大，分子碰撞器壁时对器壁产生的作用力就越大，气体的压强也就越大(2)分子平均动能一定时，气体分子越密集，每秒撞击器壁单位面积的分子数就越多，气体压强就越大3气体压强的宏观决定因素是温度和体积三、封闭气体压强的计算1取等压面法根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强
3、相等列方程求气体压强例如，图 1 中同一液面 A、C、D 处压强相等，则 pAp0ph.图 12力平衡法对于平衡态下用液柱、活塞、气缸等封闭的气体压强，可对液柱、活塞、气缸等进行受力分析，由 F合0 列式求气体压强延伸思考 若容器处于加速运动状态时，又该如何计算封闭气体的压强呢？答案 当容器处于加速运动状态时，选与封闭气体接触的物体如液柱、气缸或活塞等为研究对象，由牛顿第二定律求出封闭气体的压强一、两种温标的关系例 1 关于热力学温标和摄氏温标，下列说法正确的是( )A热力学温标中的每 1K 与摄氏温标中的每 1C 大小相等B摄氏温度升高 1C 等于热力学温度升高 274.15KC热力学温度升
4、高 1K 等于摄氏温度升高 1CD某物体的摄氏温度为 10C，即热力学温度为 10K解析 热力学温标和摄氏温标尽管是不同标准的计数方式，但仅是起点不同，热力学温标中变化 1K 与摄氏温标中变化 1C 是相同的，故选项 A、C 正确，B 错误摄氏温度为 10C 的物体，其热力学温度为 283.15K，选项 D 错误答案 AC二、压强的微观意义例 2 有关气体压强，下列说法正确的是 ( )A气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大B气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大C气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大D气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小解析 气体的压强在微观上与两
5、个因素有关：一是气体分子的平均动能，二是气体分子的密集程度，密集程度或平均动能增大，都只强调问题的一方面，也就是说，平均动能增大的同时，分子的密集程度可能减小，使得压强可能减小；同理，当分子的密集程度增大时，分子的平均动能也可能减小，气体的压强变化不能确定，故正确答案为 D.答案 D三、封闭气体压强的计算例 3 如图 2 所示，活塞的质量为 m，缸套的质量为 M.通过弹簧吊在天花板上，气缸内封有一定质量的气体缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为 S，大气压强为 p0.则封闭气体的压强为( )App0mg/SBpp0(Mm)g/S图 2Cpp0Mg/SDpmg/S解析 对气缸缸套进行受力分析，如图所示
6、由平衡条件可得：p0SMgpS所以 pp0MgS故 C 正确答案 C例 4 求图 3 中被封闭气体 A 的压强其中(1)、(2)、(3)图中的玻璃管内都灌有水银，(4)图中的小玻璃管浸没在水中大气压强 p076cmHg.(p01.01105Pa，g10m/s2，水1103 kg/m3)图 3解析 (1)pAp0ph76cmHg10cmHg66cmHg(2)pAp0ph76cmHg10sin30cmHg71cmHg(3)pBp0ph276cmHg10cmHg86cmHgpApBph186cmHg5cmHg81cmHg(4)pAp0水gh1.01105Pa1103101.2Pa1.13105Pa答
7、案 (1)66cmHg (2)71cmHg (3)81cmHg(4)1.13105Pa气体状态参量Error!Error!1(描述气体的状态参量)描述气体的状态参量是指( )A质量、温度、密度B温度、体积、压强C质量、压强、温度D密度、压强、温度答案 B解析 描述气体的状态参量是指温度、压强和体积，B 对2(两种温标的关系)关于热力学温度与摄氏温度，下列说法正确的是( )A摄氏温度和热力学温度都不能取负值B温度由 t(C)升到 2t(C)时，对应的热力学温度由 T(K)升到 2T(K)C33C240.15KD摄氏温度变化 1C，也就是热力学温度变化 1K答案 CD解析 由热力学温度与摄氏温度的
8、关系 Tt273.15K 知，C 正确；摄氏温度与热力学温度在表示温度的变化时，变化的数值是相同的，故 D 正确3(气体的压强)对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是( )A压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C压强变大时，分子间的平均距离必然变小D压强变小时，分子间的平均距离可能变小答案 BD解析 压强变大时，气体的温度不一定升高，分子热运动不一定变得剧烈，故选项 A 错误；压强不变时，若气体的体积增大，则气体的温度会升高，分子热运动会变得剧烈，故选项 B 正确；压强变大时，由于气体温度不确定，则气体的体积可能不变，可能变大，也可能变小，其分子间的平均距
9、离可能不变，也可能变大或变小，故选项 C 错误；压强变小时，气体的体积可能不变，可能变大，也可能变小，所以分子间的平均距离可能不变，可能变大或变小故选项 D 正确4(封闭气体压强的计算)如图 4 所示，竖直放置的 U 形管，左端开口右端封闭，管内有a、b 两段水银柱，将 A、B 两段空气柱封闭在管内已知水银柱 a 长 h1为 10cm，水银柱 b两个液面间的高度差 h2为 5cm，大气压强为 75cmHg，求空气柱 A、B 的压强分别是多少？图 4答案 65cmHg 60cmHg解析 设管的横截面积为 S，选 a 的下端为参考液面，它受向下的压力为(pAh1)S，受向上的大气压力为 p0S，由
10、于系统处于静止状态，则(pAh1)Sp0S，所以 pAp0h1(7510) cmHg65 cmHg，再选 b 的左下端为参考液面，由连通器原理知：液柱 h2的上表面处的压强等于 pB，则(pBh2)SpAS，所以 pBpAh2(655) cmHg60 cmHg.题组一 温度和温标1关于温度的概念，下述说法中正确的是( )A温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则分子的平均动能大B温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大C某物体当其内能增大时，则该物体的温度一定升高D甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体分子的平均速率比乙物体分子的平均速率大答案 A解析 当温度升高时，
11、分子的平均动能增大，但不一定每个分子的动能都增大；某物体的内能在宏观上由温度、体积决定，当内能增大时不一定是温度升高；甲物体的温度比乙物体的温度高，说明甲物体的分子平均动能大于乙物体的分子平均动能，但由于不知道两物体分子的质量，所以不能说甲物体分子的平均速率比乙物体分子的平均速率大综上可知，本题选 A.2关于温标，下列说法正确的是( )A温标不同，测量时得到同一系统的温度数值是不同的B不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同C温标的规定都是人为的，没有什么理论依据D热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示方法，表示的温度数值没有关系答案 A解析 温标不同，测量同一系统的温度数值不同，A 对，
12、B 错每一种温标的规定都有一定的物理意义，如摄氏温标的 0C 表示标准大气压下冰的熔点，100C 为标准大气压下水的沸点，C 错热力学温标和摄氏温标在数值上有 Tt273.15K，D 错3下列关于热力学温标的说法正确的是( )A1就是 1KB摄氏温度改变 1，相应热力学温度改变 1K，两者是等效的C热力学温度大于摄氏温度D人体温度 37也可说成 310.15K答案 BD解析 由 Tt273.15K 可知，摄氏温度改变 1C，热力学温度就改变 1K当人体温度为 37C 时，利用 Tt273.15K 得 T310.15K，故选项 B、D 正确题组二 压强的微观意义4封闭容器中气体的压强( )A是由
13、气体的重力产生的B是由气体分子间相互作用力(引力和斥力)产生的C是由大量气体分子频繁碰撞器壁产生的D当充满气体的容器自由下落时，由于失重，气体压强将减小为零答案 C解析 气体的压强是大量气体分子频繁碰撞器壁产生的，气体分子的热运动不受重力、超重、失重的影响，所以只有 C 正确5下列各组物理量中能决定气体的压强的是( )A分子的平均动能和分子种类B分子密集程度和分子的平均动能C分子总数和分子的平均动能D分子密集程度和分子种类答案 B解析 气体的压强是由大量气体分子碰撞器壁产生的，气体分子的密集程度越大(即单位体积内分子数越多)，在单位时间内撞击器壁单位面积的分子数就越多，则气体的压强越大另外，气
14、体分子的平均动能越大，分子撞击器壁对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大故决定气体压强的因素是分子密集程度和分子的平均动能，故 B 项正确6如图 1 所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中正确的是(容器容积恒定)( )图 1A两容器中的压强都是由于分子撞击器壁而产生的B两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的C甲容器中 pApB，乙容器中 pCpDD当温度升高时，pA、pB变大，pC、pD也要变大答案 C解析 甲容器压强产生的原因是水受到重力的作用，而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B 错；水的压强 pgh，hAhB，可知 pApB，而密
15、闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，pCpD，C 对；温度升高时，pA、pB不变，而 pC、pD变大，D 错7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气体分子数增多答案 BD解析 当气体体积不变时，气体分子的密集程度不变，温度升高，气体分子的平均动能增大，所以单位时间内气体分子对单位面积器壁碰撞次数增多，故气体的压强增大，B、D 选项正确8对一定质量的气体，若用 N 表示单位时间内与器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 可能不变答案 C解析 由于气体压强是大量气体分子频繁碰撞器壁产生的，其值与分子密度及分子平均动能有关对一定质量的气体，压强与温度和体积有关若压强不变而温度发生变化时，或体积发生变化时即分子密度发生变化时 N 一定变化，故 C 正确，D 错而 V 减小、温度也减小时 N不一定增加，A 错；当温度升高、同时体积增大时 N 不一定增加，故 B 项错题组三 封闭气体压强的计算9.一端封闭的玻
