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1、二、气体的状态参量通常用压强、体积、温度描述一定质量的某种理想气体的状态，这三个物理量称为气体的状态参量1气体的压强(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续(chx)而稳定的压力作用在单位面积上的压力叫做气体的压强第1页/共23页第一页，共24页。(2)决定压强大小的因素从宏观来看，一定质量的气体其压强与气体的 和 有关从微观角度说，决定气体压强大小的因素是分子的密集程度及气体分子的 (3)常用单位及换算关系国际单位：帕斯卡，符号：Pa,1 Pa1 N/m2常用单位：标准大气压(atm)；厘米汞柱(n zh)(cmHg)换算关系：1 atm cmHg Pa1
2、.0105 Pa10 m水柱产生的压强体积(tj) 温度(wnd)平均动能761.01105第2页/共23页第二页，共24页。2气体的温度(1)物理意义：宏观上温度表示物体的冷热程度，微观上温度是分子平均动能的标志(biozh)(2)国际单位：开尔文，简称开，符号：K(3)热力学温度与摄氏温度的关系：Tt273.15 K3气体的体积气体的体积气体体积为气体分子所能达到的空间的体积，即气体所充满气体体积为气体分子所能达到的空间的体积，即气体所充满(chngmn)容器的容积容器的容积国际单位：立方米，符号：国际单位：立方米，符号：m3常用单位：升常用单位：升(L)、毫升、毫升(mL)换算关系：换算
3、关系：1 m3103 L,1 L103 mL第3页/共23页第三页，共24页。 三、三个实验定律 1玻意耳定律 (1)数学表达式： 或p1V1p2V2或pVC(常数) (2)微观解释(jish)： 一定质量的理想气体，分子的总数是一定的，在温度保持不变时，分子的平均动能保持不变，气体的体积减小到原来的几分之一，气体的密度就增大到原来的几倍，因此压强就增大到原来的几倍，反之亦然，所以气体的压强与体积成反比第4页/共23页第四页，共24页。2查理定律(1)数学表达式： (常数)(2)微观解释：一定质量的理想气体，说明气体总分子数N不变；气体体积V不变，则单位体积内的分子数不变；当气体温度升高时，说
4、明分子的平均动能增大(zn d)，则单位时间内跟器壁单位面积上碰撞的分子数增多，且每次碰撞器壁产生的平均冲力增大(zn d)，因此气体压强p将增大(zn d)第5页/共23页第五页，共24页。3盖一吕萨克定律(1)数学表达式： (常数)(2)微观解释一定质量的理想气体(l xin q t)，当温度升高时，气体分子的平均动能增大；要保持压强不变，必须减小单位体积内的分子个数，即增大气体的体积第6页/共23页第六页，共24页。气体实验定律(dngl)图象定律定律变化过程变化过程一定质量气体的两条图线一定质量气体的两条图线图线特点图线特点玻玻意意耳耳定定律律等温变化等温变化等温变化在等温变化在pV图
5、象中图象中是双曲线，由是双曲线，由 常常数，知数，知T越大，越大，pV值就值就越大，远离原点的等温越大，远离原点的等温线对应的温度就高，即线对应的温度就高，即T1T2. 等温变化在等温变化在p 图象中是通过原点的直图象中是通过原点的直线，由线，由p ，即，即图线的斜率与温度成正图线的斜率与温度成正比，斜率越大则温度越比，斜率越大则温度越高，所以高，所以T2T1.第7页/共23页第七页，共24页。查查理理定定律律等等容容变变化化等容变化在等容变化在pt图象中是通过图象中是通过t轴上轴上273.15的直线在同一温度下，同一的直线在同一温度下，同一气体压强越大，气体的体积就越小，所气体压强越大，气体
6、的体积就越小，所以以V1V2. 等容变化在等容变化在pT图象中是通过图象中是通过原点的直线，由原点的直线，由p 可知，体可知，体积大时图线斜率小，所以积大时图线斜率小，所以V1V2.盖盖 吕吕萨萨克克定定律律 等等压压变变化化等压变化在等压变化在Vt图象中是通过图象中是通过t轴上轴上273.15的直线温度不变时，同一气的直线温度不变时，同一气体体积越大，气体的压强就越小，所以体体积越大，气体的压强就越小，所以p1p2. 等压变化在等压变化在VT图象中是通过原图象中是通过原点的直线，由点的直线，由V ，可知，压，可知，压强大时斜率小，所以强大时斜率小，所以p10，W0，气体吸热，气体吸热，D错错
7、答案：答案：C第10页/共23页第十页，共24页。2(1)气体膨胀对外做100 J的功，同时从外界吸收120 J的热量，则这个过程气体的内能_(填“增加”或“减少”)_ J在任何自然过程中，一个孤立系统的熵是_(填“增加”“减小”或“不变”)的(2)如图122所示，一定质量的理想气体，由状态A沿直线AB变化到状态B.在此过程中，气体分子平均速率(sl)的变化情况是_(3)密闭容器内充满100的水的饱和汽此时容器内压强为1标准大气压，若保持温度不变，使其体积变为原来的一半，此时容器内水蒸气的压强等于_标准大气压第11页/共23页第十一页，共24页。解析：(2)根据pV图的性质判断，沿直线从A到B
8、的过程中，会经过一系列等温线，这些等温线温度逐渐升高达最高后再逐渐降低最后回到原来的等温线上(3)不能用p1V1p2V2解题，因为压强增大后，水蒸气会变成水，即气体的质量变小了所以仍然(rngrn)保持原来的大气压答案：(1)增加20增加(2)先增大后减小(3)1第12页/共23页第十二页，共24页。1理想气体(1)宏观(hnggun)上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体(2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间第13页/共23页第十三页，共24页
9、。【例1】 如图123所示，气缸放置在水平台上，活塞质量为5 kg，面积为25 cm2，厚度不计，气缸全长25 cm，大气压强为1105 Pa，当温度为27时，活塞封闭(fngb)的气柱长10 cm，若保持气体温度不变，将气缸缓慢竖起倒置g取10 m/s2.图图1 12 23 3第14页/共23页第十四页，共24页。(1)气缸倒置过程中，下列(xili)说法正确的是()A单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数增多B单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少C吸收热量，对外做功D外界气体对缸内气体做功，放出热量(2)求气缸倒置后气柱长度；第15页/共23页第十五页，共24页。解析：对活塞分析
10、，开始状态：mgp0Sp1S，倒置后，mgp2Sp0S，所以p2p1，由于气体温度不变，所以单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数(csh)减少，B正确气体的体积增大，气体对外做功，而气体的温度不变，即内能不变，所以气体将从外界吸收热量，C正确易错点：不能正确应用力学规律分析气体压强的变化(2)12状态(zhungti)等温变化：p1p0 1.2105 Pap2p0 0.8105 Pa，p1L1p2L2，L215 cm.第16页/共23页第十六页，共24页。【例2】 已知某物质摩尔质量(zhling)为M，密度为，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子质量(zhling)为_，单位体积的分子数
11、为_解析：解析：(1)本题考查本题考查(koch)阿伏加德罗常量根据摩尔质量、分子质量、阿伏加德罗常量之间的阿伏加德罗常量根据摩尔质量、分子质量、阿伏加德罗常量之间的关系可得，分子质量等于关系可得，分子质量等于 .单位体积为单位体积为1 m3，单位体积物质质量为，单位体积物质质量为，该物质的物质的量，该物质的物质的量 ，所以该物质单位体积的分子数为所以该物质单位体积的分子数为 .答案：答案：(1)第17页/共23页第十七页，共24页。21(1)蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化，我们把这些气体称为工质某热机经过一个循环后，工质从高温热源(ryun)吸
12、热Q1，对外做功W，又对低温热源(ryun)放热Q2，工质完全回复初始状态，内能没有变化根据热力学第一定律，在工质的一个循环中，Q1、Q2、W三者之间满足的关系是_热机的效率 不可能达到100%，从能量转换的角度，说明_能不能完全转化为_能(2)如图124表示一定质量的某气体在不同温度下的两条等温线图中等温线对应(duyng)的温度比等温线对应(duyng)的温度要_(填“高”或“低”)在同一等温线下，如果该气体的压强变为原来的2倍，则气体的体积应变为原来的_图图1 12 24 4第18页/共23页第十八页，共24页。解析：(1)由热力学第一定律、热量、做功、内能的符号规定得Q1(Q2)(W)
13、0，即Q1Q2W，再由热力学第二定律，内能不可能全部变成机械能而不产生其他影响(2)质量相同的气体，pV之积越大，则温度越高取相同的体积V，观察对应的压强p，便可以(ky)比较出等温线的温度高再由玻意耳定律，p1V1p2V2知，当p22p1时，得V2 V1.答案：(1)Q1Q2W内 机械(2)低第19页/共23页第十九页，共24页。22如图125所示，导热的气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸内，气缸的内壁光滑现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，并由状态(zhungti)变化到状态(zhungti)，在此过程中：(1)如果(rgu)环境保持恒温，下列说法中正
14、确的是_(选填序号)；A每个气体分子的速率都保持不变B气体分子的平均动能不变C水平外力F逐渐变大D气体内能减小E气体放热图图1 12 25 5第20页/共23页第二十页，共24页。F气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现G气体从单一热源吸热，全部用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律(2)如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积及温度，气体从状态变化到状态，此过程可用下列(xili)哪些图象表示_；(3)如果在上述过程中，若环境发生变化，气体对外界做功8104 J，吸收热量1.2105 J，则气体内能的变化量为_ J.第21页/共23页第二十一页，
15、共24页。解析：(1)本题考查气体分子速率、分子动能、气体压强(yqing)及热力学第一、第二定律气缸导热，在使活塞缓慢向右移动的过程中，缸内气体与外界充分热交换，因此缸内温度始终与外界温度相同，保持恒定，气体分子平均动能是由温度决定的，因此气体的分子平均动能不变；气体分子在不停地相互碰撞，碰撞过程使速率大小在不断变化；缸内气体体积增大，压强(yqing)在减小，因此内外压强(yqing)差增大，要维持气缸缓慢移动，需要的拉力也增大；气体温度不变，内能不变；气体对外做功，根据热力学第一定律知，气体需要吸热；气气体体从从单单一一热热源源吸吸收收的的热热量量全全部部用用来来对对外外做做功功，但但引
16、引起起了了其其他他变变化化，即即需需要要消消耗耗其其他他能能量量做做功功(2)本题本题(bnt)考查气体状态变化图象气体从状态考查气体状态变化图象气体从状态到状态到状态发生等温变化发生等温变化答案：答案：(1)BCG(2)AE(3)4104点击此处进入点击此处进入(jnr) (jnr) 作业手作业手册册第22页/共23页第二十二页，共24页。感谢您的观赏(gunshng)第23页/共23页第二十三页，共24页。内容(nirng)总结二、气体的状态参量。B单位时间内气缸单位面积上气体分子(fnz)撞击次数减少。D外界气体对缸内气体做功，放出热量。气体分子(fnz)在不停地相互碰撞，碰撞过程使速率大小在不断变化。气体温度不变，内能不变。感谢您的观赏第二十四页，共24页。
