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1、第八章 气体（复习）江苏省如皋中学物理组江苏省如皋中学物理组 姚家曾姚家曾一、理想气体：一、理想气体：它是一种科学的抽象，是理想化的模型。它是一种科学的抽象，是理想化的模型。 1宏观上：把严格遵守气体三个实验定律的气宏观上：把严格遵守气体三个实验定律的气体称为理想气体。体称为理想气体。 2微观上：分子本身的大小和它们的距离相比微观上：分子本身的大小和它们的距离相比可忽略不计；分子间的距离很大，因此除了碰撞可忽略不计；分子间的距离很大，因此除了碰撞外，分子间的相互作用力忽略不计。外，分子间的相互作用力忽略不计。 3理想气体分子的内能：理想气体分子的内能：只需考虑分子热运动只需考虑分子热运动的分子
2、动能而不计分子势能。的分子动能而不计分子势能。实际气体在常温常实际气体在常温常压下，可近似看成理想气体处理。压下，可近似看成理想气体处理。二、气体实验定律二、气体实验定律1等温变化等温变化（1）定义：一定质量的气体，在温度不变时，发）定义：一定质量的气体，在温度不变时，发生压强与体积的变化，叫做等温变化。生压强与体积的变化，叫做等温变化。（2）波意耳定律：）波意耳定律： 内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强下，压强P与体积与体积V成反比。成反比。公式：公式：P1V1=P2V2 （或（或 ） 适用条件：一定质量的，温度不太低、压强不太适用条
3、件：一定质量的，温度不太低、压强不太大的气体。大的气体。意义：一定质量的气体，在温度不变的情况下，体意义：一定质量的气体，在温度不变的情况下，体积减小时，压强增大；体积增大时，压强减小。积减小时，压强增大；体积增大时，压强减小。（3）图像表示：）图像表示： 1）P-V图：图： 图象是以坐标轴为渐近线的双曲线的一支；图象是以坐标轴为渐近线的双曲线的一支； 温度越高，等温线离坐标轴越远。温度越高，等温线离坐标轴越远。 2）P-1/V图：图： 图象为过坐标原点的的倾斜直线；图象为过坐标原点的的倾斜直线； 斜率代表温度，斜率越大，温度越大。斜率代表温度，斜率越大，温度越大。练习练习11一根一端封闭的玻
4、璃管开口向下插入水银槽中一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中, ,内封一定质量的气体内封一定质量的气体, ,管内水银面低于管外管内水银面低于管外, ,在温度不在温度不变时变时, ,将玻璃管稍向下插入一些将玻璃管稍向下插入一些, ,下列说法正确的是下列说法正确的是, ,如如图所示图所示. .A.A.玻璃管内气体体积减小玻璃管内气体体积减小; ;B.B.玻璃管内气体体玻璃管内气体体积增大积增大; ;C.C.管内外水银面高度差减小管内外水银面高度差减小; ;D.D.管内外水银面高管内外水银面高度差增大度差增大. .AD2等容变化等容变化（1）定义：一定质量的气体，在体积不变时，发）定义：一定质量
5、的气体，在体积不变时，发生压强与温度的变化，叫做等容变化。生压强与温度的变化，叫做等容变化。（2）查理定律：）查理定律：内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强压强P与热力学温度与热力学温度T成正比。成正比。公式：公式： （或或）（或或）意义：一定质量的气体，在体积不变的情况下，温意义：一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强变大。度升高，压强变大。（3）图像表示：）图像表示：1）P-T图：图：图像是反向延长线经过坐标原点的倾斜直线；图像是反向延长线经过坐标原点的倾斜直线；图线的斜率表示体积，斜率越大，体积越小。图线的斜率表示体
6、积，斜率越大，体积越小。坐标原点代表热力学温度的坐标原点代表热力学温度的0K。2）P-t图：图：图像是反向延长线经过图像是反向延长线经过-273.15的倾斜直线；的倾斜直线；图线的斜率表示体积，斜率越大，体积越小。图线的斜率表示体积，斜率越大，体积越小。练习练习1 1、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低时：低时：A A、压强减小，密度减小；、压强减小，密度减小； B B、压强减小，密度增大；、压强减小，密度增大；C C、压强不变，密度减小；、压强不变，密度减小； D D、压强减小，密度不变、压强减小，密度不变练习练习2 2、下列关于一定质量的气体的
7、等容变化的说法、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中正确的是：中正确的是：A A、气体压强的改变量与摄氏温度成正比；、气体压强的改变量与摄氏温度成正比；B B、气体的压强与摄氏温度成正比；、气体的压强与摄氏温度成正比；C C、气体压强的改变量与热力学温度成正比；、气体压强的改变量与热力学温度成正比；D D、气体的压强与热力学温度成正比。、气体的压强与热力学温度成正比。DD3等压变化等压变化（1）定义：一定质量的气体，在压强不变时，发）定义：一定质量的气体，在压强不变时，发生体积与温度的变化，叫做等压变化。生体积与温度的变化，叫做等压变化。（2）盖）盖-吕萨克定律吕萨克定律1）内容：一定质量
8、的某种气体，在压强不变的）内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积情况下，其体积V与热力学温度与热力学温度T成正比。成正比。2）公式：）公式： （ 或或或或 ）（3）图像表示：）图像表示：V-T图：图：图线是反向延长线经过坐标原点的倾斜直线；图线是反向延长线经过坐标原点的倾斜直线；图线的斜率表示压强，斜率越大，压强越小。图线的斜率表示压强，斜率越大，压强越小。4理想气体的状态方程理想气体的状态方程（1）公式：）公式： （ 或）或） （2）意义：一定质量的某种理想气体，在从一）意义：一定质量的某种理想气体，在从一个状态个状态1变化到另一个状态变化到另一个状态2时，尽管其时，尽管其P、
9、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。度的比值保持不变。（3）应用：在运用气体状态方程时，应保证状）应用：在运用气体状态方程时，应保证状态变化过程中态变化过程中质量保持不变质量保持不变。温度必须使用。温度必须使用热力热力学温度学温度。三、气体热现象的微观解释三、气体热现象的微观解释从微观的角度看，物体的热现象是由大量分子从微观的角度看，物体的热现象是由大量分子的热运动所决定的。的热运动所决定的。尽管个别分子的运动具有不确定性，但大量分尽管个别分子的运动具有不确定性，但大量分子的运动情况却遵从一定的统计规律。子的运动情况却遵从
10、一定的统计规律。1 1气体分子运动的特点（书本页）：气体分子运动的特点（书本页）：（）气体分子间的距离比较大，分子间的作用力很弱，通常认（）气体分子间的距离比较大，分子间的作用力很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁的碰撞外，不受力而做匀速为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁的碰撞外，不受力而做匀速直线运动。直线运动。（）气体的数密度很大，向各个方向运动的气体分子数目都相（）气体的数密度很大，向各个方向运动的气体分子数目都相等。等。（）温度越高，分子的热运动越激烈。温度是分子平均动能的（）温度越高，分子的热运动越激烈。温度是分子平均动能的标志标志气体分子运动的速率分布呈气体分子运动的速率
11、分布呈“中间大、两头小中间大、两头小”的正态分布规律。的正态分布规律。2温度越高，分子的热运动越剧烈，分子的温度越高，分子的热运动越剧烈，分子的平均动能越大。平均动能越大。温度是分子平均动能的标志。温度是分子平均动能的标志。3气体压强的微观意义：气体压强的微观意义：从微观的角度看，气体对容器的压强是大量从微观的角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁的持续的碰撞引起的。气体分子对容器壁的频繁的持续的碰撞引起的。影响因素：影响因素：1）气体分子的平均动能（宏观看温度）；）气体分子的平均动能（宏观看温度）； 2）分子的数密度（宏观看体积）。）分子的数密度（宏观看体积）。对气体实验定律的
12、微观解释（课本页）对气体实验定律的微观解释（课本页）解释玻意耳定律解释玻意耳定律 一定质量（一定质量（m m）的理想气体，其分子总数（）的理想气体，其分子总数（N N）是一）是一个定值，当温度（个定值，当温度（T T）保持不变时，则分子的平均速率）保持不变时，则分子的平均速率（v v）也保持不变，当其体积（）也保持不变，当其体积（V V）增大几倍时，则单位）增大几倍时，则单位体积内的分子数（体积内的分子数（n n）变为原来的几分之一，因此气体）变为原来的几分之一，因此气体的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为原来的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为原来的几分之一，则压强增大几倍，
13、即压强与体积成反比。的几分之一，则压强增大几倍，即压强与体积成反比。这就是玻意耳定律。这就是玻意耳定律。对查理定律进行微观解释对查理定律进行微观解释 一定质量（一定质量（m m）的气体的总分子数（）的气体的总分子数（N N）是）是一定的，体积（一定的，体积（V V）保持不变时，其单位体积内）保持不变时，其单位体积内的分子数（的分子数（n n）也保持不变，当温度（）也保持不变，当温度（T T）升高时，）升高时，其分子运动的平均速率（其分子运动的平均速率（v v）也增大，则气体压）也增大，则气体压强（强（p p）也增大；反之当温度（）也增大；反之当温度（T T）降低时，气体）降低时，气体压强（压强
14、（p p）也减小。）也减小。解释盖解释盖吕萨克定律吕萨克定律 一定质量（一定质量（m m）的理想气体的总分子数（）的理想气体的总分子数（N N）是一定的，要保持压强（是一定的，要保持压强（p p）不变，当温度（）不变，当温度（T T）升高时，全体分子运动的平均速率升高时，全体分子运动的平均速率v v会增加，那会增加，那么单位体积内的分子数（么单位体积内的分子数（n n）一定要减小（否则）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积（压强不可能不变），因此气体体积（V V）一定增）一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小。定减小。例例.
15、.对一定质量的理想气体对一定质量的理想气体, ,下列四个论述中正下列四个论述中正确的是确的是( )( )A.A.当分子热运动变剧烈时当分子热运动变剧烈时, ,压强必增大压强必增大B.B.当分子热运动变剧烈时当分子热运动变剧烈时, ,压强可以不变压强可以不变C.C.当分子间的平均距离变大时当分子间的平均距离变大时, ,压强必变小压强必变小D.D.当分子间的平均距离变大时当分子间的平均距离变大时, ,压强必变大压强必变大B例例. .关于地面附近的大气压强关于地面附近的大气压强, ,甲说甲说: :”这个压强这个压强就是地面每平方米面积的上方整个大气柱的压就是地面每平方米面积的上方整个大气柱的压力力, ,它等于该气柱的重力它等于该气柱的重力”, ,乙说乙说: :”这个压强是这个压强是由地面附近那些做无规则运动的空气分子对每由地面附近那些做无规则运动的空气分子对每平方米地面的碰撞造成的平方米地面的碰撞造成的”, ,丙说丙说: :”这个压强这个压强既与地面上方单位体积内气体分子数有关既与地面上方单位体积内气体分子数有关, ,又与又与地面附近的温度有关地面附近的温度有关”. .你认为你认为（ ）A.A.只有甲的说法正确只有甲的说法正确B.B.只有乙的说法正确只有乙的说法正确C.C.只有丙的说法正确只有丙的说法正确D.D.三种说法都有道理三种说法都有道理D
