專題 氣體的狀態(tài)參量《分子熱運動》

1、專題三 氣體的狀態(tài)參量及關(guān)系 基礎(chǔ)知識落實 11atm= 1.01×105 pa= 76 cmHg，相當于 10.3 m高水柱所產(chǎn)生的壓強。2氣體的狀態(tài)參量有：(p、V、T)壓強(p)：封閉氣體的壓強是大量分子對器壁 撞擊 的宏觀表現(xiàn)，其決定因素有：（1） 溫度 ；（2） 單位體積內(nèi)分子數(shù) 。體積(V)：1m3= 103 l= 106 ml 。 熱力學溫度T= t + 273.15 。3一定質(zhì)量的理想氣體的體積、壓強、溫度之間的關(guān)系是： PV/T=常數(shù) ，克拉珀瓏方程是： PV/T=RM/ 。4理想氣體分子間沒有相互作用力。注意：一定質(zhì)量的某種理想氣體內(nèi)能由 溫度 決定。知識點一、氣

2、體的狀態(tài)參量：1、氣體分子模型：（1）.分子距離r10r0（2）.分子力很微弱（3）.分子做熱運動（4）.氣體體積為容器的容積【釋例1】【解析】【點評】2、氣體分子運動的特點：（1）氣體分子間距離較大，氣體分子可看成無大小的質(zhì)點；（2）分子間作用力很微弱，理想氣體分子間作用力為零，無分子勢能；（3）氣體分子除相互碰撞或跟器壁碰撞外不受力的作用，可在空間自由移動，充滿所達到的空間，故氣體無一定形狀，也無一定體積（4）大量氣體分子的熱運動中，分子朝各個方向運動的機會均等，即氣體分子沿各個方向運動的數(shù)目是相等的（5）大量氣體分子的熱運動中，分子速率按一定規(guī)律分布，呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”；當溫度升高時

3、，速率小的分子數(shù)減少，速率大的分子數(shù)增加，仍然是“中間多，兩頭少”，只是分子的平均速率增大了（6）氣體分子運動的速度一般為幾百米每秒。【釋例1】（2010福建理綜·28）1859年麥克斯韋從理論上推導出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來有許多實驗驗證了這一規(guī)律。若以橫坐標表示分子速率，縱坐標f（）表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。下面四幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是 D 。（填選項前的字母）【解析】圖像突出中間多兩邊少的特點，答案選D?！军c評】【釋例2】通過大量實驗可以得出一定種類的氣體在一定溫度下，其分子速率的分布情況，下表為0時空氣分子的速率分布，圖為速率

4、分布圖線。由圖可知 （ABD）速率間隔(m/s)分子數(shù)的大約比例(N/N)100以下0.01100-2000.08200-3000.15300-4000.20400-5000.21500-6000.17600-7000.10700以上0.08A速率特別大的分子與速率特別小的分子都比較少B在400-500m/s這一速率間隔中分子數(shù)占的比例最大C若氣體溫度發(fā)生變化將不再有如圖所示“中間多，兩頭少”的規(guī)律D當氣體溫度升高時，并非每個氣體分子的速率均增大，而是速率大的氣體分子所占的比例增大，使得氣體分子平均速率增大?！窘馕觥俊军c評】3、氣體的狀態(tài)參量： （1）氣體的狀態(tài)：氣體的各種性質(zhì)的總和稱為氣體的

5、狀態(tài)，對于氣體，它有各種性質(zhì)，如幾何性質(zhì)、力學性質(zhì)、熱學性質(zhì)等這些性質(zhì)的總和決定了氣體所處的狀態(tài) 氣體的熱學性質(zhì)用溫度來描述； 幾何性質(zhì)用體積來描述； 力學性質(zhì)用壓強來描述（2）氣體的狀態(tài)參量：描述氣體性質(zhì)的物理量叫做氣體的狀態(tài)參量氣體的溫度、體積、壓強是描述氣體性質(zhì)的三個狀態(tài)參量4、溫度（T）：描述氣體的熱學性質(zhì) （1）從宏觀上：溫度是表示物體冷熱程度的物理量；從微觀上：溫度是物體分子平均動能的標志（2）測量：用溫度計來測量（3）溫標：溫度的數(shù)值表示法 攝氏溫標：攝爾薩斯和施勒默爾提出攝氏溫標是以一個標準大氣壓下冰水混合的溫度為0度，水沸騰時的溫度為100度，把0到100之間分100等份而得

6、到，每一等份為1攝氏度（1）用攝氏溫標表示的溫度叫攝氏溫度符號為t單位為攝氏度（） 熱力學溫標：19世紀英國物理學家開爾文提出一種與測溫物質(zhì)無關(guān)的溫標，叫熱力學溫標或絕對溫標用熱力學溫標表示的溫度叫熱力學溫度用符號T表示單位是開爾文，簡稱開，符號K規(guī)定273.15為零開，每1開等于1，通常用T表示，單位為開爾文（k）熱力學溫度是國際單位制中七個物理量之一，因此它的單位屬基本單位利用熱力學溫標的主要意義在于：可簡化熱力學方面的公式明確了絕對零度（零開）是低溫的極限，只能無限接近，不能達到 兩種溫標的關(guān)系：T=t+273.15k ；Tt.一般題目所給的溫度都為攝氏溫度，但計算時一般用熱力學溫度，最

7、后結(jié)果應轉(zhuǎn)化為攝氏溫度【釋例1】關(guān)于熱力學溫標的說法，哪些是正確的 AC A、熱力學溫標的零度是2730C，叫絕對零度B、氣體溫度趨近絕對零度時其體積為零C、熱力學溫度的每1度溫度大小跟攝氏溫度的每1度溫度大小相同D、熱力學溫度升高1度大于攝氏溫度升高1度【解析】常說溫標有兩種表示方法：熱力學溫標和攝氏溫標兩種，兩種溫標的零度規(guī)定不同，但在0到100之間都劃分成100等分，故T=t。任何物體的溫度不可能達到0k，因為它是溫度的極限?！军c評】【釋例2】下列關(guān)于溫度的一些敘述，不正確的是 A A.理論上講溫度可以低于0k，技術(shù)上尚未實現(xiàn) B.溫度是表示物體冷熱程度的物理量 C.溫度是物體分子平均動

8、能的標志 D.溫度可以用攝氏溫標表示，也可以用熱力學溫標表示【解析】【點評】5、體積（V）描述氣體的幾何性質(zhì)（1）氣體的體積：就是指氣體分子所充滿的容器間體積，即為容器的容積；用符號V表示 （2）這個容積不是分子本身的體積之和； 氣體分子之間是有空隙的。 氣體分子的體積是指分子平均占據(jù)的空間。 （3）容積變化，氣體的體積也隨之變化（4）體積的單位有：m3、dm3（升）、cm3（毫升）等，它們間的換算關(guān)系為：1m3=103dm3=106cm3（5）在標準狀況下，1mol任何氣體的體積都是22.4L。（6）若氣體封閉在粗細均勻的容器中，體積通?？捎闷溟L度來表示，但切勿誤認為長度單位就是體積的單位【

9、釋例1】下列說法正確的是( D ) A.一定質(zhì)量的氣體的體積是不變的 B.氣體的體積等于所有氣體分子的體積之和 C.氣體的溫度升高，所有氣體分子熱運動的動能都增大 D.封閉容器內(nèi)氣體對各個方向的壓強大小相等【解析】【點評】【釋例2】（2009浙江自選模塊·14）一位質(zhì)量為60 kg的同學為了表演“輕功”，他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣（可視為理想氣體），然后將這4只氣球以相同的方式放在水平放置的木板上，在氣球的上方放置一輕質(zhì)塑料板，如圖所示。（2）在這位同學慢慢站上輕質(zhì)塑料板中間位置的過程中，球內(nèi)氣體溫度可視為不變。下列說法正確的是（ BD ）A.球內(nèi)氣體體積變大B.球

10、內(nèi)氣體體積變小C.球內(nèi)氣體內(nèi)能變大D.球內(nèi)氣體內(nèi)能不變【解析】【點評】6、壓強（p）：描述氣體的力學性質(zhì)（1）壓強：氣體作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強，用符號p表示數(shù)值上等于單位時間內(nèi)器壁單位面積上受到氣體分子的總沖量。（2）產(chǎn)生原因：它是由大量氣體分子在熱運動中頻繁地碰撞器壁，形成對器壁各處均勻的持續(xù)的壓力而產(chǎn)生的；（3）決定因素： 宏觀上決定于氣體的溫度T和體積V。 壓強的確定： 對于密封在某個容器內(nèi)的氣體來說，各部分的壓強是處處相等的 對于被液體封閉在某個容器中的氣體來說，氣體的壓強要通過與液體交界面處某點液體的壓強來確定 對于被活塞封閉在容器中的氣體來說，一般要取活塞為研究對

11、象，進行受力分析，而把氣體壓強對活塞的壓力作為所受外力中的一個，通過計算確定出氣體的壓強 對于處在加速運動的容器中的氣體，無論是被活塞還是液柱密封，都要把活塞或液柱作為研究對象，進行受力分析，把氣體壓強對活塞或液柱的壓力作為所受外力中的一個，利用牛頓運動定律通過計算確定出氣體的壓強 一定氣體的壓強大小，微觀上決定于氣體的密度和氣體分子的平均動能；氣體壓強公式的推導：設(shè)單位體積內(nèi)的分子數(shù)為n0，氣體分子的平均速率為v.選擇以單位面積的器壁為底，以單位時間分子運動的距離v為高的柱體內(nèi)的分子為對象. 柱體體積為v,柱體內(nèi)的分子數(shù)為n0 v, 某時刻與某個平面撞擊的分子數(shù)目為：N/6，在單位時間內(nèi)與器

12、壁碰撞的分子數(shù)為n0 V/6 , 與器壁碰撞的分子動量改變?yōu)镻 = m v (- m v ) = 2 m v 器壁受到分子的沖力F0為 F0 = P/t = 2 m v 在單位時間內(nèi)器壁受到分子的沖力F為 F = n0 V/6× 2 m v= n0 m v2/3 此即為氣體分子對器壁的壓強 P = n0 m v2/3 . ,（4）壓強的單位有：Pa、atm、cmHg、mmHg等，它們間的換算關(guān)系為：1=Pa=1N/m2 1atm=76cmHg=760mmhg=1.013×105Pa；1 mmHg = 133.33 Pa（5）強調(diào)： 氣體對容器的壓強和器壁給予氣體的壓強是相等

13、的，因此在很多情況下，只要直接計算外界加于氣體的壓強，就可以知道氣體本身的壓強 在開口的容器中，不管氣體溫度如何變化，氣體的壓強總是等于該地的大氣壓強 在確定液體內(nèi)部的氣體的壓強時，必須計算液面上的大氣壓強P=P0+gh 或 P=P0-gh 凡遇到壓強相加或相減時，應注意統(tǒng)一單位 一般情況下不考慮氣體本身的重量，氣體中各處向各個方向的壓強大小都相等. 但大氣壓在宏觀上可以看成是大氣受地球吸引而產(chǎn)生的重力而引起的。（例如在估算地球大氣的總重量時可以用標準大氣壓乘以地球表面積。）【釋例1】關(guān)于密閉容器中氣體的壓強，下列說法中正確的是( ) A、是由氣體受到的重力所產(chǎn)生的 B、是大量氣體分子頻繁地撞

14、擊容器所產(chǎn)生的 C、壓強的大小只決定于氣體質(zhì)量的大小 D、容器運動的速度越大，氣體的壓強也就越大【解析】【點評】【釋例2】已知大氣壓強為p0 cmHg，一端開口的玻璃管內(nèi)封閉一部分氣體，管內(nèi)水銀柱高度為h cm，（或兩邊水銀柱面高度差為h cm），玻璃管靜止，求下列圖中封閉理想氣體的壓強各是多少？【解析】將圖中的水銀柱隔離出來做受力分析；中取與管內(nèi)氣體接觸的水銀面為研究對象做受力分析 本題的所有試管的加速度都為零所以在中：G=N，p0S=PS；在圖中：p0S+G=pS，p0S+ghS=pS，取cmHg(厘米汞柱)為壓強單位則有：p= p0+h；同理，圖中試管內(nèi)氣體的壓強為：p= p0-h；采用

15、正交分解法解得：圖中：p= p0+hsin；圖中：p=p0-hsin；圖中取高出槽的汞柱為研究對象，可得到：p= p0-h；圖中取與管內(nèi)氣體接觸的水銀面（無質(zhì)量）為研究對象：p0S+ghS=pS，p= p0+h【點評】（1）確定封閉氣體壓強主要是找準封閉氣體與水銀柱（或其他起隔絕作用的物體）的接觸面，利用平衡的條件計算封閉氣體的壓強（2）封閉氣體達到平衡狀態(tài)時，其內(nèi)部各處、各個方向上壓強值處處相等（3）液體壓強產(chǎn)生的原因是重力（4）液體可將其表面所受壓強向各個方向傳遞【例題3】（1995上海物理·6）兩個半球殼拼成的球形容器內(nèi)部已抽成真空，球形容器的半徑為R，大氣壓強為p，為使兩個半

16、球殼沿下圖中箭頭方向互相分離，應施加的力F至少為 C A4R2P B2R2P CR2P DR2P【解析】該題是等效法與物體平衡的綜合分析過程。設(shè)想從球的中間分開，大氣對半球的壓力與F平衡。等效為大氣對圓面積為R2的壓力與F平衡。【點評】甲乙【釋例4】兩個完全相同的圓柱形密閉容器，如圖所示，甲中裝有與容器等體積的水，乙中充滿空氣，試問：（1）兩容器各側(cè)壁壓強的大小關(guān)系及壓強大小決定于哪些因素？（2）若兩容器同時做自由落體運動，容器側(cè)壁所受壓強將怎樣變化？【解析】（1）對于甲容器，上壁壓強為零，底面壓強最大，側(cè)壁壓強自上而下由小變大其大小決定于深度，對于乙容器各處器壁上的壓強均相等，其大小決定于氣

17、體分子的溫度和氣體分子的密度。（2）甲容器做自由落體運動時，處于完全失重狀態(tài)，器壁各處的壓強均為零；乙容器做自由落體運動時，氣體分子的溫度和氣體分子的密度不變，所以器壁各處的壓強不發(fā)生變化?！军c評】要分析、弄清液體壓強和氣體壓強產(chǎn)生的原因是解決本題的關(guān)鍵。【釋例5】（2009浙江自選模塊·14）一位質(zhì)量為60 kg的同學為了表演“輕功”，他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣（可視為理想氣體），然后將這4只氣球以相同的方式放在水平放置的木板上，在氣球的上方放置一輕質(zhì)塑料板，如圖所示。（1）關(guān)于氣球內(nèi)氣體的壓強，下列說法正確的是（ AD ）A.大于大氣壓強B.是由于氣體重力而產(chǎn)生

18、的C.是由于氣體分子之間的斥力而產(chǎn)生的D.是由于大量氣體分子的碰撞而產(chǎn)生的【解析】【點評】(3)為了估算氣球內(nèi)氣體的壓強，這位同學在氣球的外表面涂上顏料，在輕質(zhì)塑料板面和氣球一側(cè)表面貼上間距為2.0 cm的方格紙。表演結(jié)束后，留下氣球與方格紙接觸部分的“印跡”如圖所示。若表演時大氣壓強為1.013105Pa，取g=10 m/s2，則氣球內(nèi)氣體的壓強為 Pa。（取4位有效數(shù)字）氣球在沒有貼方格紙的下層木板上也會留下“印跡”，這一“印跡”面積與方格紙上留下的“印跡”面積存在什么關(guān)系？【解析】1.053×105Pa 面積相同【點評】【例題6】（2008全國理綜I·19）已知地球半

19、徑約為6.4×106 m，空氣的摩爾質(zhì)量約為29×10-3 kg/mol,一個標準大氣壓約為1.0×105 Pa。利用以上數(shù)據(jù)可估算出地球表面大氣在標準狀況下的體積為（ B ）A.4×1016 m3 B.4×1018 m3C.4×1020 m3 D.4×1022 m3【解析】大氣壓是由大氣重量產(chǎn)生的。大氣壓強，帶入數(shù)據(jù)可得地球表面大氣質(zhì)量：m= 5.2×1018kg。標準狀態(tài)下1mol氣體的體積為v=22.4×10-3m3，故地球表面大氣體積為：，B對?！军c評】ACB圖13如圖13為醫(yī)院為病人輸液的部分裝

20、置，圖中A為輸液瓶，B為滴壺，C為進氣管，與大氣相通。則在輸液過程中（瓶A中尚有液體），下列說法正確的是（ ）瓶A中上方氣體的壓強隨液面的下降而增大；瓶A中液面下降，但A中上方氣體的壓強不變；滴壺B中的氣體壓強隨A中液面的下降而減??；在瓶中藥液輸完以前，滴壺B中的氣體壓強保持不變 A. B. C. D.分析與解：進氣管C端的壓強始終是大氣壓p0，設(shè)輸液瓶A內(nèi)的壓強為pA，可以得到pA= p0-gh，因此pA將隨著h的減小而增大。滴壺B的上液面與進氣管C端的高度差不受輸液瓶A內(nèi)液面變化的影響，因此壓強不變。選B。知識點二、氣體的狀態(tài)及狀態(tài)變化：1、狀態(tài)及狀態(tài)變化對應關(guān)系：（1）狀態(tài)：對一定質(zhì)量的

21、氣體來說，如果溫度、體積和壓強都不變，我們就說氣體處于一定的狀態(tài)中（2）狀態(tài)變化：如果氣體的狀態(tài)參量發(fā)生變化，我們就說氣體的狀態(tài)發(fā)生了變化（3）強調(diào)：一定質(zhì)量的氣體發(fā)生狀態(tài)變化時，至少有兩個狀態(tài)參量發(fā)生變化，不可能只有一個狀態(tài)參量變，而其他兩個狀態(tài)參量不變，這一章的后面就是研究氣體在發(fā)生狀態(tài)變化時，狀態(tài)參量之間的關(guān)系2、理想氣體：（1）嚴格遵守氣體實驗定律的氣體。（2）微觀模型： 分子本身的大小與分子間距離相比忽略不計。 除碰撞的瞬間外，分子之間沒有相互作用。 具有分子動能而無分子勢能，內(nèi)能由溫度和氣體物質(zhì)的量決定。4、氣體的壓強、溫度、體積間的關(guān)系：（1）一定質(zhì)量的氣體，其分子數(shù)密度由體積決

22、定分子平均動能由溫度決定（2）壓強與體積：（3）壓強與溫度：（4）壓強與溫度：5、處理氣體壓強、溫度、體積間的關(guān)系時經(jīng)常使用狀態(tài)方程：【釋例1】鋼瓶內(nèi)裝有高壓氣體，打開閥門高壓氣體迅速從瓶口噴出，當內(nèi)外氣壓相等時立即關(guān)閉閥門。過一段時間后再打開閥門，問會不會再有氣體噴出？【解析】第一次打開閥門氣體高速噴出，氣體迅速膨脹對外做功，但來不及吸熱。由熱力學第一定律可知，氣體內(nèi)能減少，導致溫度突然下降。關(guān)閉閥門時，瓶內(nèi)氣體溫度低于外界溫度，但瓶內(nèi)壓強等于外界氣體壓強。過一段時間后，通過與外界熱交換，瓶內(nèi)溫度升高到和外界溫度相同，而瓶的體積沒變，故而瓶內(nèi)氣體壓強增大。因此，再次打開閥門，會有氣體噴出?！?/p>

23、點評】此題有兩個過程，第一次相當于絕熱膨脹過程，第二次是等容升溫?！咀兪健恳环块g內(nèi)，上午10時的溫度為150C，下午2時的溫度為250C，假定大氣壓無變化，則下午2時與上午10時相比較，房間內(nèi)的（）A空氣密度增大 B空氣分子的平均動增大 C空氣分子速率都增大 D空氣質(zhì)量增大【解析】由于房間與外界相通，外界大氣壓無變化，因而房間內(nèi)氣體壓強不變。但溫度升高后，體積膨脹，導致分子數(shù)密度減小。所以，房間內(nèi)空氣質(zhì)量減少，空氣分子的平均動增大。但并非每個分子速率都增大，因為單個分子的運動是無規(guī)則的。答案B是正確。【點評】本題要求學生正確理解題意，弄清溫度變化對分子運動的影響?！踞岊}2】（2005江蘇物理&

24、#183;9）分別以p、V、T表示氣體的壓強、體積、溫度，一定質(zhì)量的理想氣體，其初始狀態(tài)表示為(p0、V0、T0)。若分別經(jīng)歷如下兩種變化過程： 從(p0、V0、T0)變?yōu)?p1、V1、T1)的過程中，溫度保持不變(T1=T0)； 從(p0、V0、T0)變?yōu)?p2、V2、T2)的過程中，既不吸熱，也不放熱在上述兩種變化過程中，如果V1=V2>V0，則（ A ）A、p1 >p2，T1> T2 B、p1 >p2，T1< T2 C、p1 <p2，T1< T2 D、p1 <p2，T1> T2【解析】在中,由熱一律, E=W+Q Q=0 W<0

25、 E<0 T2< T0 = T1 即 T1 >T2由氣態(tài)方程 p1V1/T1=p2V2/T2 V1 =V2 T1 >T2 p1 > p2【點評】1題型壓強的計算： 方法指導 一、宏觀壓強表達式：1、幾種常見情況的壓強計算：（1）、液體封閉的氣體壓強的確定： 平衡法： 取等壓面法：（2）、固體（活塞或汽缸）封閉的氣體壓強的確定：（3）、加速運動系統(tǒng)中封閉的氣體壓強的確定：2、宏觀上：由氣體的體積和溫度決定；二、微觀壓強表達式： 1、微觀上：由單位體積分子數(shù)n和分子平均速度決定；2、 解題示范 一、液體封閉的氣體壓強的確定：【例題1】如圖所示的(甲)、(乙)、(丙)、

26、(丁)中玻璃管中都灌有水銀，分別求出四種情況被封閉氣體A的壓強(設(shè)大氣壓強為76cmHg)【解析】在圖(甲)中，對C點，向下的壓強為pC=pA+5,而C點向上的壓強根據(jù)連通器的原理知等于大氣壓強p0， 所以pA=p0-5=76-5=71cmHg. 在圖(乙)中對C點，由連通器原理得向下的壓強pC=pA+10,而C點向上的壓強就是大氣壓強p0， 所以pA=p0-10=76-10=66cmHg. 在圖(丙)中對C點，斜向下的壓強pC=pA+10sin30°，而C點向上的壓強就是大氣壓強p0， 所以pA=p0-10sin30°=76-=cmHg. 在圖(丁)中對C點，由右側(cè)管得向

27、下的壓強為pC=p0+h2，而C點向上的壓強由連通器原理可知等于左側(cè)管中部分氣柱的壓強，其大小為pA+h1， 所以pA+h1=p0+h2，pA=p0+h2-h1.【點評】計算氣體壓強的方法主要有:(1)利用液體產(chǎn)生壓強p=h(平衡時)和傳遞壓強知識計算；(2)取封閉氣體的一段液柱或活塞為研究對象.通過受力分析，根據(jù)受力平衡或牛頓第二定律求解?！纠}2】（2006上海物理·9）如圖所示，豎直放置的彎曲管A端開口，B端封閉，密度為的液體將兩段空氣封閉在管內(nèi)，管內(nèi)液面高度差分別為h1、h2和h3，則B端氣體的壓強為（已知大氣壓強為P0）( B )A.P0-g（h1h2-h3）B.P0-g（

28、h1+h3）C.P0-g（h1+h3- h2 ）D.P0-g（h1h2） 【解析】求B端氣體的壓強，要從管口開始依次向里進行分析.中間密封氣體的壓強P等于外界大氣壓P0和h3高的液柱產(chǎn)生的壓強差，即：P=P0-gh3，而B端氣體的壓強PB等于中間氣體的壓強和h1高的液柱產(chǎn)生的壓強差，即：PB=P-gh1，由上兩式可得：PB= P0-g（h1+h3）【點評】h【例題3】（2007上海物理·11）如圖所示，一定質(zhì)量的空氣被水銀封閉在靜置于豎直平面的U型玻璃管內(nèi)，右管上端開口且足夠長，右管內(nèi)水銀面比左管內(nèi)水銀面高h，能使h變大的原因是（ ACD ） A環(huán)境溫度升高 B大氣壓強升高C沿管壁向

29、右管內(nèi)加水銀 DU型玻璃管自由下落【解析】【點評】【例題4】（2008上海物理·13）如圖所示，兩端開口的彎管，左管插入水銀槽中，右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則（ ）A、彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為hB、若把彎管向上移動少許，則管內(nèi)氣體體積增大C、若把彎管向下移動少許，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升D、若環(huán)境溫度升高，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升【解析】封閉氣體的壓強等于大氣壓與水銀柱產(chǎn)生壓強之差，故左管內(nèi)外水銀面高度差也為h，A對；彎管上下移動，封閉氣體溫度和壓強不變，體積不變，B錯C對；環(huán)境溫度升高，封閉氣體體積增大，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升，D對?！军c評】【例題5】

30、（2010上海物理·10）如圖所示，玻璃管內(nèi)封閉了一段氣體，氣柱長度為l，管內(nèi)外水銀面高度差為h，若溫度保守不變，把玻璃管稍向上提起一段距離，則（ ）A、h、l均變大 B、h、l均變小C、h變大l變小 D、h變小l變大【解析】根據(jù)Pl=c，l變大，P變小，根據(jù)P=P0-gh，h變大，選D。本題考查氣體狀態(tài)方程。難度：中等?！军c評】【例題6】如圖所示是醫(yī)院給病人輸液的部分裝置示意圖，在輸液過程中( AC )A、A瓶中的藥液先用完B、B瓶中的藥液先用完C、隨著液面下降，A瓶內(nèi)C處氣體壓強逐漸增大D、隨著液面下降，A瓶內(nèi)C處氣體壓強保持不變【解析】【點評】【例題7】如圖所示為一種測定“肺活

31、量”(標準大氣壓下人一次呼出氣體的體積)的裝置，A為開口薄壁圓筒，排盡其中的空氣，倒扣在水中。測量時，被測者盡力吸足空氣，再通過B管用力將氣體吹入A中，使A浮起。設(shè)整個過程中呼出氣體的溫度保持不變。（1）呼出氣體的分子熱運動的平均動能 (填“增大”、“減小”或“不變”).（2）設(shè)圓筒A的橫截面積為S，大氣壓強為p0，水的密度為，桶底浮出水面的高度為h，桶內(nèi)外水面的高度差為h，求被測者的“肺活量”。【解析】(1)不變 (2)【點評】【例題8】如圖所示裝置是醫(yī)生給病人輸液用的普通輸液器。在輸液時，A管與空氣相連，B管下面連接一小容器C，然后再用皮管連接到注射器，溶液沿皮管下流到容器C中被隔斷(C內(nèi)

32、有少量的空氣)，并以液滴形式下滴，再經(jīng)皮管和注射器進入人體。試分析：(1)容器C的作用.(2)設(shè)輸液瓶口到注射針頭D的平均高度h為70 cm，人體血管內(nèi)血液的平均壓強約為一個大氣壓，普通人注射用針頭的內(nèi)徑為0.3 mm，并假設(shè)液體流動時，所受粘滯等阻力為重力的1/2，試估算注射500 mL鹽水所需的時間(g取10 m/s2)【解析】(1)用來觀察輸液的快慢 (2)45分鐘【點評】二、固體（活塞或汽缸）封閉的氣體壓強的確定：【例題1】如圖所示所示，固定在水平地面上的氣缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的氣體，活塞與氣缸內(nèi)壁接觸光滑且不漏氣，活塞的橫截面積S=100cm2，受到F1=200N水平向左的推力而平衡，

33、此時，缸內(nèi)氣體對活塞的平均壓力為F2=1200N，則缸內(nèi)氣體的壓強p= Pa，缸外大氣壓強p0= Pa?！窘馕觥窟x擇活塞作為研究對象，分析受力，如圖所示，在豎直方向，活塞受重力和氣缸的彈力平衡，在水平方向，活塞受到向左的推力F1和大氣壓力F0，向右受到被封閉氣體的壓力F2.根據(jù)壓強的定義，缸內(nèi)氣體壓強 p=F2/S=1200/(100×10-4)Pa=1.2×105Pa.由活塞受力平衡得F2=p0S+ F1. 大氣壓強：p0=(F2-F1)/S =(1200-200)/(100×10-4)Pa=1.0×105Pa.【點評】【例題2】（1994全國卷

34、83;11）如圖所示，一個橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置。金屬圓板A的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為，圓板的質(zhì)量為M。不計圓板與容器內(nèi)壁之間的摩擦。若大氣壓強為p0，則被圓板封閉在容器中的氣體的壓強p等于（ D ）A、p0+(Mgcos)/sB、(p0/cos)+Mg/(scos)C、p0+(Mgcos2)/sD、p0+(Mg/s) 【解析】【點評】【例題3】如圖所示，一氣缸豎直放置，氣缸內(nèi)有一質(zhì)量不可忽略的活塞，將一定量的理想氣體封在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁無摩擦，氣體處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)保持溫度不變把氣缸稍微傾斜一點，在達到平衡后，與原來相比，則（）A、氣體的壓強變大 B

35、、氣體的壓強變小C、氣體的體積變大 D、氣體的體積變小【解析】由活塞的受力分析可知,開始封閉氣體的壓強P1=P0-mg/s,而氣缸稍微傾斜一點后，封閉氣體的壓強P2=P0-mgcos/s ,2mgmg00由于P1P2，而溫度不變，由氣態(tài)方程，則V2V1，故AD正確【點評】【例題3】1679年法國物理學家帕平發(fā)明了高壓鍋，高壓鍋與普通鋁鍋不同，鍋蓋通過幾個牙齒似的鍋齒與鍋體鑲嵌旋緊，加上鍋蓋與鍋體之間有橡皮制的密封圈，所以鍋蓋與鍋體之間不會漏氣，在鍋蓋中間有一排氣孔，上面再套上類似砝碼的限壓閥，將排氣孔堵住。當加熱高壓鍋，鍋內(nèi)氣體壓強增加到一定程度時，氣體就把限壓閥頂起來，這時蒸汽就從排氣孔向外

36、排出。由于高壓鍋內(nèi)的壓強大，溫度高，食物容易煮爛.若已知某高壓鍋的限壓閥質(zhì)量為0.06kg，排氣孔直徑為0.3cm，則鍋內(nèi)氣體的壓強最大可達多少?設(shè)壓強每增加3.6×10Pa，水的沸點相應增加1，則鍋內(nèi)的最高溫度可達多高?(取大氣壓強p0=105Pa)【解析】鍋內(nèi)氣體壓強增加到一定程度時，氣體就把限壓閥頂起來，此時鍋內(nèi)氣體的壓強最大：鍋內(nèi)的最大壓強為：p=p0+mg/S，且有S=pd2/4，代入數(shù)據(jù)解得：p=1.83×105Pa.由于壓強每增加約3.6×103Pa，水的沸點相應增加1，以10Pa時水的沸點為100，可求得1.83×105Pa時水的沸點：

37、t=100+(1.83-1)×105/(3.6×103)=123.【點評】三、加速運動系統(tǒng)中封閉的氣體壓強的確定：【例題1】如圖所示，很長的玻璃直管內(nèi)用長h=0.2m的水銀柱封閉著一定質(zhì)量的氣體，設(shè)外界大氣壓為p0=1.0×105Pa，當玻璃管開口向上沿動摩擦因數(shù)為的斜面自由下滑時，被封閉氣體的壓強是多少?【解析】因為mtan°，所以玻璃管會沿斜面加速下滑，被封閉的氣體體積與壓強均發(fā)生變化，直至水銀柱與玻璃管獲得相同的加速度，二者保持相對靜止為止.以玻璃管和水銀柱為研究對象，其受力如圖(甲)所示，設(shè)總質(zhì)量為M，由牛頓第二定律列出：Mgsinq-mMgco

38、sqMa 再以水銀柱為研究對象，設(shè)其質(zhì)量為m，橫截面積為S，密度為，則m=Sh,受力情況如圖(乙)所示，由牛頓第二定律得：rhSgsinqp0S-pS=rhas 聯(lián)立、解得： p= p0+ 1/4rgh = 1.066×10Pa.【點評】【例題2】如圖所示，粗細均勻的試管，橫截面積為S，質(zhì)量為m的活塞可在其內(nèi)部無摩擦地滑動，它封閉了一段氣柱?，F(xiàn)使試管在水平面內(nèi)以角速度繞軸OO勻速轉(zhuǎn)動，此時活塞和轉(zhuǎn)軸的距離為L。活塞不漏氣，運動中封閉氣體的溫度不變，大氣壓強為p0，則此時封閉氣體的壓強為多少?【解析】【點評】2題型氣體的狀態(tài)及其變化： 方法指導 解題示范 【例題1】(2000全國高考&

39、#183;)對于一定量的理想氣體，下列四個論述中正確的是 A當分子熱運動變劇烈時，壓強必變大B當分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變C當分子間的平均距離變大時，壓強必變小D當分子間的平均距離變大時，壓強必變大【解析】一定質(zhì)量理想氣體的壓強是由溫度和分子密度共同決定的，也可以說是由分子熱運動的劇烈程度和分子間的平均距離共同決定的在這兩個影響氣體壓強的因素中，若僅告知其中某一個因素的變化情況，而另一個因素的變化情況不知道，就不能確定氣體壓強的變化情況，故上述的四個選項中只有B是正確的【點評】【例題2】(2004江蘇物理·5)甲、乙兩個相同的密閉容器中分別裝有等質(zhì)量的同種氣體，已知甲、乙容器中

40、氣體的壓強分別為p甲、 p乙 ，且p甲< p乙 , 則（ BC ） A.甲容器中氣體的溫度高于乙容器中氣體的溫度 B.甲容器中氣體的溫度低于乙容器中氣體的溫度 C.甲容器中氣體分子的平均動能小于乙容器中氣體分子的平均動能 D.甲容器中氣體分子的平均動能大于乙容器中氣體分子的平均動能【解析】【點評】【例題3】（2005天津理綜·14）下列說法中正確的是（ A ）A、一定質(zhì)量的氣體被壓縮時，氣體壓強不一定增大B、一定質(zhì)量的氣體溫度不變壓強增大時，其體積也增大C、氣體壓強是由氣體分子間的斥力產(chǎn)生的D、在失重的情況下，密閉容器內(nèi)的氣體對器壁沒有壓強【解析】【點評】【例題4】（2005廣

41、東物理·4）封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體體積不變，當溫度升高時，以下說法正確的是（ BD ） A、氣體的密度增大 B、氣體的壓強增大C、氣體分子的平均動能減小 D、每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多【解析】【點評】【例題5】（2006全國理綜·21）對一定質(zhì)量的氣體，若用N表示單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)，則 ( C )A當體積減小時，N必定增加B當溫度升高時，N必定增加C當壓強不變而體積和溫度變化時，N必定變化D當壓強不變而體積和溫度變化時，N可能不變【解析】【點評】【例題6】（2009全國卷·14）下列說法正確的是（ A ）A. 氣體對器

42、壁的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力B. 氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子單位時間作用在器壁上的平均沖量C. 氣體分子熱運動的平均動能減少，氣體的壓強一定減小D. 單位面積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強一定增大【解析】本題考查氣體部分的知識.根據(jù)壓強的定義A正確,B錯；氣體分子熱運動的平均動能減小,說明溫度降低,但不能說明壓強也一定減小,C錯；單位體積的氣體分子增加,但溫度降低有可能氣體的壓強減小,D錯；【點評】3題型氣體的狀態(tài)與內(nèi)能變化的關(guān)系：【例題1】對一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是 A壓強增大，體積增大，分子的平均動能一定增大B壓強減小，體積減小，分子的平均動能一

43、定增大C壓強減小，體積增大，分子的平均動能一定增大D壓強增大，體積減小，分子的平均動能一定增大【解析】溫度是分子平均動能的標志根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可如PV/T恒量，當P增大、V也增大時，T一定增大，分子的平均動能也一定增大，故選項A正確當P減小，V也減小時，T一定減小，分子的平均動能也一定減小，故選項B錯誤當P增大、V減小或P減小、V增大時，T不一定增大，分子的平均動能的變化情況也就無從判斷，故選項CD不正確【點評】溫度是分子平均動能的標志，這是一個非常重要的結(jié)論由于理想氣體分子之間沒有相互作用力，分子勢能為零因而對于同種理想氣體來說，溫度是內(nèi)能的標志根據(jù)氣體溫度的變化就能確定分子內(nèi)能的變化情

44、況在高考中有可能出現(xiàn)根據(jù)氣體狀態(tài)變化情況判斷做功或內(nèi)能變化情況的問題，應對此內(nèi)容加以注意【例題2】（2005全國理綜·16）對于一定量氣體，可能發(fā)生的過程是（ AC ）A等壓壓縮，溫度降低B等溫吸熱，體積不變C放出熱量，內(nèi)能增加D絕熱壓縮，內(nèi)能不變【解析】利用來解決?！军c評】【例題3】（2005全國理綜·19）一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程。設(shè)氣體分子間的勢能可忽略，則在此過程中（ D ） A外界對氣體做功，氣體分子的平均動能增加B氣體對外界做功，氣體分子的平均動能增加C外界對氣體做功，氣體分子的平均動能減少D氣體對外界做功，氣體分子的平均動能減少【解析】【點評】【

45、例題4】（2006四川理綜·19）對一定質(zhì)量的氣體，下列說法中正確的是（ BD ）A.溫度升高，壓強一定增大 B.溫度升高，分子熱運動的平均動能一定增大C.壓強增大，體積一定減小 D.吸收熱量，可能使分子熱運動加劇、氣體體積增大【解析】氣體的壓強由溫度和單位體積內(nèi)的分子數(shù)決定，A錯、C錯； 溫度是分子平均動能的標志，B對； 利用熱力學第一定律可知，如果吸收的熱量比對外做的功多，則內(nèi)能增大，氣體體積增大，D對?！军c評】【例題5】（2006全國卷I·18）下列說法中正確的是（ D ）A.氣體的溫度升高時，分子的熱運動變得劇烈，分子的平均動能增大，撞擊器壁時對器壁的作用力增大，從

46、而氣體的壓強一定增大B.氣體的體積變小時，單位體積的分子數(shù)增多，單位時間內(nèi)打到器壁單位面積上的分子數(shù)增多，從而氣體的壓強一定增大C.壓縮一定量的氣體，氣體的內(nèi)能一定增加D.分子a從遠處趨近固定不動的分子b，當a到達受b的作用力為零處時，a的動能一定最大【解析】氣體的壓強由溫度和單位體積內(nèi)的分子數(shù)決定，A錯、B錯； 利用熱力學第一定律可知，如果外界對氣體做的功比放出的熱量少，則內(nèi)能減小，C錯； 當分子里為零，速度最大，動能最大，D對。【點評】【例題6】（2006重慶理綜·16）如題圖，某同學將空的薄金屬筒開口向下壓入水中。設(shè)水溫均勻且恒定，筒內(nèi)空氣無泄漏，不計氣體分子間相互作用，則被掩

47、沒的金屬筒在緩慢下降過程中，筒內(nèi)空氣體積減?。?C ）A.從外界吸熱 B.內(nèi)能增大C.向外界放熱 D.內(nèi)能減小【解析】【點評】【例題7】（2006江蘇物理·7）下列說法正確的是( AD ) A氣體的溫度升高時，并非所有分子的速率都增大 B盛有氣體的容器作減速運動時，容器中氣體的內(nèi)能隨之減小 C理想氣體在等容變化過程中，氣體對外不做功，氣體的內(nèi)能不變 D一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)等溫壓縮后，其壓強一定增大【解析】【點評】【例題8】（2007全國理綜·16）如圖所示，質(zhì)量為m的活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸之間無摩擦。a態(tài)是氣缸放在冰水混合物中氣體達到的平衡狀態(tài)，b態(tài)是

48、氣缸從容器中移出后，在室溫（270C）中達到的平衡狀態(tài)。氣體從a態(tài)變化到b態(tài)的過程中大氣壓強保持不變。若忽略氣體分子之間的勢能，下列說法正確的是（ AC ）A、與b態(tài)相比，a態(tài)的氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊活塞的個數(shù)較多B、與a態(tài)相比，b態(tài)的氣體分子在單位時間內(nèi)對活塞的沖量較大C、在相同時間內(nèi)，a、b兩態(tài)的氣體分子對活塞的沖量相等D、從a態(tài)到b態(tài)，氣體的內(nèi)能增加，外界對氣體做功，氣體對外界釋放了熱量【解析】【點評】本題的關(guān)鍵是抓住狀態(tài)I和狀態(tài)II的壓強相等。【例題9】（2007全國理綜·14）對一定量的氣體，下列說法正確的是（ A ）A、在體積緩慢地不斷增大的過程中，氣體一定對外界做功B

49、、在壓強不斷增大的過程中，外界對氣體一定做功C、在體積不斷被壓縮的過程中，內(nèi)能一定增加D、在與外界沒有發(fā)生熱量交換的過程中，內(nèi)能一定不變【解析】【點評】【例題10】（2008重慶理綜·16）地面附近有一正在上升的空氣團，它與外界的熱交熱忽略不計。已知大氣壓強隨高度增加而降低，則該氣團在此上升過程中（不計氣團內(nèi)分子間的勢能）（ C ）A.體積減小，溫度降低B.體積減小，溫度不變C.體積增大，溫度降低D.體積增大，溫度不變【解析】本題考查氣體的有關(guān)知識，本題為中等難度題目。隨著空氣團的上升，大氣壓強也隨著減小，那么空氣團的體積會增大，空氣團對外做功，其內(nèi)能會減小，因為不計分子勢能，所以內(nèi)

50、能由其溫度決定，則其溫度會降低。所以空氣團的體積增大、溫度降低、壓強減小?！军c評】【例題11】（2008全國理綜II·14）對一定量的氣體， 下列說法正確的是（ BC ）A氣體的體積是所有氣體分子的體積之和B氣體分子的熱運動越劇烈， 氣體溫度就越高C氣體對器壁的壓強是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的D當氣體膨脹時，氣體分子之間的勢能減小，因而氣體的內(nèi)能減少【解析】氣體分子距離遠大于分子大小，所以氣體的體積遠大于所有氣體分子體積之和，A項錯；溫度是物體分子平均動能的標志，是表示分子熱運動劇烈程度的物理量，B項正確；氣體壓強的微觀解釋是大量氣體分子頻繁撞擊產(chǎn)生的，C項正確；氣體膨脹，

51、說明氣體對外做功，但不能確定吸、放熱情況，故不能確定內(nèi)能變化情況，D項錯?！军c評】【例題12】（2008海南理綜·17）下列關(guān)于分子運動和熱現(xiàn)象的說法正確的是（ BCE ）A氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在勢能的緣故B一定量100的水變成100的水蒸汽，其分子之間的勢能增加C對于一定量的氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱D如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，因此壓強必然增大E一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運動動能和分子之間勢能的總和F如果氣體溫度升高，那么所有分子的速率都增加【解析】A錯誤之處在于氣體分子是無規(guī)則的

52、運動的，故失去容器后就會散開；D選項中沒考慮氣體的體積對壓強的影響；F選項對氣溫升高，分子平均動能增大、平均速率增大，但不是每個分子速率增大，對單個分子的研究是毫無意義的?！军c評】【例題13】（2009全國理綜I·14）下列說法正確的是（ A ）A. 氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力B. 氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子單位時間作用在器壁上的平均沖量C. 氣體分子熱運動的平均動能減少，氣體的壓強一定減小D. 單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強一定增大【解析】本題考查氣體部分的知識.根據(jù)壓強的定義A正確,B錯.氣體分子熱運動的平均動能減小,說明溫度降低,但不能說明壓強也一定減小,C錯.單位體積的氣體分子增加,但溫度降低有可能氣體的壓強減小,D錯.【點評】【例題14】（2009廣東物理·13）（1）遠古時代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃。隨著人類文