人教版高中物理選修3學(xué)案全

1、1氣體的等溫變化1.氣體的狀態(tài)參量用來描述氣體狀態(tài)的體積、壓強(qiáng)、溫度三個物理量叫氣體的狀態(tài)參量。(1)體積：氣體的體積是指氣體分子所充滿容器的容積，即氣體所能到達(dá)的空間。單位：米3(m3),1m3=103dm3(L)=106cm3(mL)。(2)溫度：表示物體的冷熱程度。從分子動理論來看，標(biāo)志著物體內(nèi)部分子無規(guī)則熱運(yùn)動的劇烈程度。單位：開爾文(K),熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系：T=t+273.15Ko(3)壓強(qiáng)：氣體的壓強(qiáng)是氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的。單位：帕斯卡(Pa),一個大氣壓約為1.01X105Pa。一定質(zhì)量的氣體，它的體積、壓強(qiáng)、溫度的變化是相互聯(lián)系的，對于一定質(zhì)量的氣體來說，這

2、三個量不變，我們就說氣體處于一定的狀態(tài)中；如果三個量中有兩個改變或三個都發(fā)生改變，我們就說氣體狀態(tài)發(fā)生了變化。【例1】分析自行車車胎漏氣過程中的狀態(tài)參量的變化。解析：以車胎中原有氣體為研究對象，漏氣過程是胎內(nèi)氣體等溫情況下的膨脹過程，隨其體積的增大，單位時(shí)間內(nèi)撞擊內(nèi)胎的分子數(shù)減少，壓強(qiáng)減小。答案：自行車車胎漏氣過程中壓強(qiáng)減小，體積增大。題后反思：氣體只有一個狀態(tài)參量發(fā)生變化是不可能的。2.玻意耳定律(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比，即pV=常量，或p1V1=p2V2。其中p1、V1和p2、V2分別表示氣體在1、2兩個不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積。(2)研究對象

3、：一定質(zhì)量的氣體，且這一部分氣體保持溫度不變。(3)適用條件：壓強(qiáng)不太大(與大氣壓相比)，溫度不太低(與室溫相比)。被研究的氣體質(zhì)量不變，溫度不變。D1V2數(shù)學(xué)表達(dá)式：p；=V1,或PiVi=p2V2,或pV=C(常量)。辨誤區(qū)：玻意耳定律的理解玻意耳定律P1V1=p2V2是個實(shí)驗(yàn)定律，闡述的是在溫度不變的情況下，一定質(zhì)量的氣體的變化規(guī)律，其中Pi、Vi和p2、V2分別表示氣體在1、2兩個不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積。此定律中的常量C不是一個普適常量，它與氣體所處的溫度高低有關(guān)，溫度越高，常量C越大。由于經(jīng)常使用PiVi=p2V2或p1=V2這兩種形式，故對單位要求使用統(tǒng)一單位即可。p2V1【例2】

4、一氣象探測氣球，在充有壓強(qiáng)為1X105Pa(即76.0cmHg)、溫度為27.0C的氮?dú)鈺r(shí)，體積為3.50m3。在上升至海拔6.50km高空的過程中，氣球內(nèi)氨氣壓強(qiáng)逐漸減到4.7x104Pa（36.0cmHg）,氣球內(nèi)部因啟動持續(xù)加熱過程而維持其溫度不變。求此時(shí)氨氣的體積（忽略氣體的質(zhì)量變化）。解析：氣球在升空過程中，氣球內(nèi)部因啟動持續(xù)加熱過程而維持其溫度不變，對于內(nèi)部氣體而言是一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化，符合玻意耳定律的條件，可以用玻意耳定律解決。在氣球上升至海拔6.50km高空的過程中，氣球內(nèi)氨氣經(jīng)歷一等溫過程。根據(jù)玻意耳定律有PlVl=p2V2pi=76.0cmHg,Vi=3.50m3,

5、P2=36.0cmHg,V2是在此等溫過程末氨氣的體積。由式得V2=7.39m3。答案：7.39m33.氣體等溫變化的pV圖象在pV坐標(biāo)系上，每一個點(diǎn)表示氣體的一個狀態(tài)，一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，其壓強(qiáng)隨體積的變化而變化的規(guī)律，在pV直角坐標(biāo)系上，是一條被稱為等溫線的曲線（如圖甲所示）。1 1若將橫坐標(biāo)改為V，則在pV直角坐標(biāo)系中，表示等溫變化的圖線變?yōu)橥ㄟ^坐標(biāo)原點(diǎn)的斜直線（如圖乙所示）。（1）在pV圖中，等溫線是以兩坐標(biāo)軸為漸近線的一簇雙曲線（反比例函數(shù)），每一條雙曲線表示一個等溫變化過程，由定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程pV=C（常量）可知：過等溫線上任意一點(diǎn)作兩坐標(biāo)軸的平行線圍成的“矩形面積”

6、，表示該狀態(tài)下的pV值，“面積”越大，pV值就越大，對應(yīng)的T值也越大，在圖甲所示中，丁2。1（2）定質(zhì)量氣體的等溫變化過程，也可以用pj圖象來表不，如圖乙所不。等溫線是通過原點(diǎn)的直線，由于氣體的體積不能無窮大，所以靠近原點(diǎn)附近處應(yīng)用虛線表示，該直線的斜率k=p/V=pV8即斜率越大，氣體做等溫變化的溫度越高?！纠?】如圖所示，A、B是一定質(zhì)量的理想氣體在兩條等溫線上的兩個狀態(tài)點(diǎn)，這兩點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O和對應(yīng)坐標(biāo)軸上的Va、Vb坐標(biāo)所圍成的三角形面積分別為Sa、Sb,對應(yīng)溫度分別為Ta和Tb,則()1 .Sa>SbTa>Tb8 .Sa=S3TaVTb9 .Sav$TavTb10 Sa&g

7、t;SbTavTb1解析：由圖象可知：三角形的面積等于p與v乘積的2ii所以Sa=/aVaSb=apbVb在A點(diǎn)所在的等溫線中，其上各點(diǎn)的pV乘積相同，因?yàn)閜與V成反比，所以PaVavpbVb,故SavSb。又因?yàn)殡x原點(diǎn)越遠(yuǎn)，溫度越高，所以TavTb。答案：C11 汞柱移動問題的解法當(dāng)被封閉氣體的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，將引起與之關(guān)聯(lián)的汞柱、活塞發(fā)生移動，是否移動以及如何移動的問題可以通過假設(shè)推理法來解決。(1)假設(shè)推理法：根據(jù)題設(shè)條件，假設(shè)發(fā)生某種特殊的物理現(xiàn)象或物理過程，運(yùn)用相應(yīng)的物理規(guī)律及有關(guān)知識進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评恚贸稣_的答案。巧用假設(shè)推理法可以化繁為簡，化難為易，快捷解題。(2)極限法：極限法

8、是將物理過程推向極限情況進(jìn)行分析，很容易得出結(jié)論。下題中就可以認(rèn)為水銀槽足夠深，將玻璃管全部插入進(jìn)行分析。(3)溫度不變情況下的液柱移動問題的特點(diǎn)是：在保持溫度不變的情況下改變其他題設(shè)條件，從而引起封閉氣體的液柱的移動(或液面的升降，或氣體體積的增減)。解決這類問題通常假設(shè)液柱不移動或液面不升降，或氣柱體積不變，然后從此假設(shè)出發(fā)，運(yùn)用玻意耳定律等有關(guān)知識進(jìn)行推論，求得正確解答。也可用極限法分析推理。【例4】一端封閉的玻璃管倒插入水銀槽中，管豎直放置時(shí)，管內(nèi)水銀面比管外高h(yuǎn),上端空氣柱長為L,如圖所示。若將玻璃管向下壓一小段距離，則下列說法正確的是()A.h增大，L減小B.h增大，L不變C.h不

9、變，L減小D.h減小，L減小解析：公式法：本題的研究對象為封閉氣體，可認(rèn)為空氣柱的溫度不變。設(shè)初始狀態(tài)空氣柱的體積為Vi,壓強(qiáng)為pi;末狀態(tài)空氣柱的體積為V2,壓強(qiáng)為p2o由玻意耳定律可得piVl=p2V2,即(popghLS=(popgh)L'S。可以看出，若h'vh,則L'vL;反之若h'>h,則L'>L,而水銀面上方的玻璃管總長度減小，所以h和L都減小。極限法：設(shè)想把管壓到試管頂端與水銀面齊平，則管中水銀面必然比管外水銀面低，由此可知，開始時(shí)把玻璃管向下壓，高度差h必然減小，管中氣體壓強(qiáng)p=po-pgh壓強(qiáng)增大，根據(jù)玻意耳定律可知，體積

10、減小，即L減小。假設(shè)法：將玻璃管向下壓一小段距離，假設(shè)管中空氣柱長度L不變，則h減小，空氣柱壓強(qiáng)p=popgh®之增大。根據(jù)玻意耳定律知，體積應(yīng)減小，L減小。或者假設(shè)h不變，由于玻璃管下壓，所以L變小，再根據(jù)玻意耳定律可知，氣體壓強(qiáng)應(yīng)增大，由于空氣柱壓強(qiáng)p=po-pgh所以h應(yīng)當(dāng)減小。答案：D12 壓強(qiáng)的計(jì)算方法(1)對于密封在某個容器內(nèi)的氣體來說，各部分的壓強(qiáng)是處處相等的，如果是在大氣中，要根據(jù)地球表面大氣壓強(qiáng)的情況考慮氣體的壓強(qiáng)數(shù)值，通常都取大氣壓強(qiáng)為“標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(用atm表示)”。1atm=1.oi3xio5Pa。近似計(jì)算日可認(rèn)為1atm=1.oxio5Pa,這時(shí)氣體中各點(diǎn)的壓

11、強(qiáng)也是處處相等的，只有極少的情況下會考慮到由于離地面高度的增加而導(dǎo)致的氣體壓強(qiáng)減小。(2)對于被液體封閉在某個容器中的氣體來說，氣體的壓強(qiáng)要通過與液體交界面處某點(diǎn)液體的壓強(qiáng)來確定，這時(shí)要注意考慮液體本身由于重力而產(chǎn)生的壓強(qiáng)p=pgK液體傳遞的壓強(qiáng)(帕斯卡原理)。(3)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象，進(jìn)行受力分析，而把氣體壓強(qiáng)對活塞的壓力作為所受外力中的一個，通過計(jì)算確定出氣體的壓強(qiáng)。(4)對于處在加速運(yùn)動的容器中的氣體，無論是被活塞還是液體密封，都要把活塞或液柱作為研究對象，進(jìn)行受力分析，把氣體壓強(qiáng)對活塞或液柱的壓力作為所受外力中的一個，利用牛頓運(yùn)動定律通過計(jì)算確定出

12、氣體的壓強(qiáng)。(5)U形管內(nèi)被封閉氣體的壓強(qiáng)，根據(jù)連通器原理，U形管內(nèi)同種連通的液體同一深度處壓強(qiáng)相等，選取合適的液片(一般取氣體與液體交界或與交界處等高的液片)進(jìn)行分析，列式解得所求壓強(qiáng)。點(diǎn)技巧：壓強(qiáng)的作用壓強(qiáng)是聯(lián)系力學(xué)和熱學(xué)的橋梁，因此分析有關(guān)氣體的問題時(shí)，壓強(qiáng)的求解非常關(guān)鍵。13 利用玻意耳定律解題的一般步驟(1)確定研究對象，即被封閉的質(zhì)量一定的某種氣體。(2)分析狀態(tài)變化過程，明確初、末狀態(tài)，確認(rèn)在狀態(tài)變化過程中氣體的質(zhì)量和溫度保持不變。(3)分別找出初、末兩狀態(tài)的壓強(qiáng)和體積。(4)根據(jù)玻意耳定律列方程求解。(5)分析所求結(jié)果是否合理?！纠?1】試求甲、乙、丙中各封閉氣體的壓強(qiáng)Pl、p

13、2、p3、P4。(已知大氣壓為P0,液體的密度為p,其他已知條件已標(biāo)于圖上，且均處于靜止?fàn)顟B(tài))解析：由于各液體都處于平衡狀態(tài)，對于密閉氣體的壓強(qiáng)，可用平衡條件進(jìn)行求解。這類題常以封閉氣體的液柱或固體為研究對象，封閉氣體的液柱受到內(nèi)外氣體壓力和自身重力相平衡。圖甲以液柱為對象，液柱受3個力，即液柱的重力mg、上液面受到密閉氣體向下的壓力PiS、下液面受到大氣向上的壓力poS,其中S是液柱的橫截面積，m是液柱的質(zhì)量(m=phS。由平衡條件得poS=piS+mg=piS+phSg則pi=popgh同理可得乙圖p2=po+pgh丙圖p3=po+pghp4=p3pg2i=pop(h2hi)。答案：甲圖p

14、i=popgh乙圖p2=po+pgh丙圖p3=po+pgh,p4=pop(h2hi)?！纠?2】一圓形汽缸靜置于地面上，如圖所示。汽缸筒的質(zhì)量為M,活塞的質(zhì)量為m,活塞的面積為S,大氣壓強(qiáng)為po。現(xiàn)將活塞緩慢向上提，求汽缸剛離開地面時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。(忽略汽缸壁與活塞間的摩擦)解析：題目中的活塞和汽缸均處于平衡狀態(tài)，以活塞為研究對象，受力分析，由平衡條件，得F+pS=mg+p0So以活塞和汽缸整體為研究對象，受力分析，有F=(M+m)g,由以上兩個方程式，得pS+Mg=poS,解得p=po嚕。S答案：po嚕S【例6】在溫度不變的情況下，把一根長為100cm、上端封閉的玻璃管豎直插入水銀槽中，

15、插入后管口到槽內(nèi)水銀面的距離是管長的一半。若大氣壓為1X105Pa,求水銀進(jìn)入管內(nèi)的長度。解析：研究玻璃管內(nèi)被封閉的空氣柱初態(tài)：玻璃管未插入水銀槽之前，pi=p0=ix105Pa；Vi=LS=(100cm)S-末態(tài)：玻璃管插入水銀槽后，設(shè)管內(nèi)外水銀面高度差為h,則p2=p°+hcmHgV2=L-(L-h)S=(50cm+h)S根據(jù)玻意耳定律piVi=p2V2得h2+125h3750=0,解得h1=25cm；h2=150cm(舍去)所以，水銀進(jìn)入管內(nèi)的長度為L-h=(100-25)cm=25cm。答案：25cm14 分析計(jì)算U形管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)(1)系統(tǒng)處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)連通器原

16、理：在連通器中，同一液體(中間液體不間斷)的同一水平液面上的壓強(qiáng)是相等的。在考慮與氣體接觸的液柱所產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)p=pgh寸，應(yīng)特別注意h是表示液面間豎直高度，不一定是液柱長度。求由液體封閉的氣體壓強(qiáng)，應(yīng)選擇最低液面列平衡方程。求由固體封閉氣體的壓強(qiáng)，應(yīng)對此固體(如活塞或汽缸)進(jìn)行受力分析，列出力平衡方程。(2)容器加速運(yùn)動時(shí)求封閉氣體的壓強(qiáng)當(dāng)容器加速運(yùn)動時(shí)，通常選擇與氣體相關(guān)聯(lián)的液體柱、固體活塞等作為研究對象，進(jìn)行受力分析，畫出分析圖示。根據(jù)牛頓第二定律列出方程。結(jié)合相關(guān)原理解方程，求出封閉氣體的壓強(qiáng)。根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行討論，得出結(jié)論?！纠?】如圖所示，一端封閉、粗細(xì)均勻的U形管，其水平部分長

17、為L,U形管繞開口臂的軸線以角速度3勻速轉(zhuǎn)動，有長為L的水銀柱封閉一段氣柱，若處于U形管水平部分的水銀柱的長度為云則被封閉氣柱的壓強(qiáng)為。（設(shè)水銀的密度為p,大氣壓強(qiáng)是P0）解析：設(shè)U形管橫截面積為S,被封閉氣柱壓強(qiáng)為p,取水平部分水銀柱為研究對象，受力分析如圖所示。11c33cc由圓周運(yùn)動知識及牛頓第二7E律得：pS+2PgLSpoS=2PLS2jL,所以p=8P2co2+P015 玻意耳定律的綜合應(yīng)用應(yīng)用玻意耳定律解題時(shí)，要結(jié)合力學(xué)平衡及牛頓定律來列關(guān)系式，特別是動態(tài)平衡，要注意始末狀態(tài)氣體壓強(qiáng)的變化情況。具體應(yīng)用時(shí)，選擇一定質(zhì)量的氣體為研究對象，寫出在不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)關(guān)系式。(1)確定研究

18、對象。溫度不變的被封閉的氣體(滿足質(zhì)量不變的條件)；(2)用一定的數(shù)字或表達(dá)式寫出氣體狀態(tài)的參量(pi、V1,p2、V2)；(3)根據(jù)氣體狀態(tài)變化過程的特點(diǎn)，列出玻意耳定律公式；(4)將各初始條件代入公式中，求解未知量；(5)對結(jié)果的物理意義進(jìn)行討論。玻意耳定律通常與力學(xué)內(nèi)容綜合考查，相應(yīng)的物理情景往往與實(shí)際生活現(xiàn)象相結(jié)合，分析時(shí)要透過生活現(xiàn)象抽象出隱含在生活情景中的物理本質(zhì)，再根據(jù)力學(xué)平衡或牛頓第二定律尋找氣體與用來封閉氣體的液柱或活塞的關(guān)系?！纠?】有一段12cm長的水銀柱，在均勻玻璃管中封住一定質(zhì)量的氣體，若開口向上將玻璃管放置在傾角為30。的光滑斜面上，求在下滑過程中被封氣體的壓強(qiáng)。(

19、大氣壓強(qiáng)po=76cmHg)解析：對水銀柱受力分析如圖所示。由牛頓第二定律得：poS+Mgsin0pS=Ma;取玻璃管和水銀柱組成的系統(tǒng)研究，整體應(yīng)用牛頓第二定律可得:M總gsin0=M總a,由得：a=gsin0。Wa=gsin。代入得：p=P0=76cmHg。點(diǎn)評：對于處在做加速運(yùn)動容器中的氣體：無論是被活塞還是液柱密封，都可把活塞或液柱作為研究對象，進(jìn)行受力分析，把氣體對活塞或液柱的壓力作為所受外力中的一個，利用牛頓運(yùn)動定律通過計(jì)算確定出氣體的壓強(qiáng)。點(diǎn)技巧：力熱綜合問題中的研究對象在一般情況下可分為兩類：一類是熱學(xué)研究對象，即一定質(zhì)量的理想氣體；另一類是力學(xué)研究對象，如汽缸、活塞或其他系統(tǒng)

20、。2氣體的等容變化和等壓變化1 .查理定律(1)查理定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比，即pTo(2)數(shù)學(xué)表達(dá)式：p=CT(C為比例系數(shù))；四=絲或區(qū)=口。T1T2p2T2式中pi、Ti和p2、T2分別表示氣體在1、2兩個不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)和溫度。(3)適用條件：壓強(qiáng)不太大，溫度不太低；氣體的質(zhì)量和體積都不變。(4)等容線等容線：一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)其壓強(qiáng)隨溫度變化關(guān)系的直線，叫氣體的等容線。即p-T圖象如圖甲所示。p-T圖象的特點(diǎn)：一定質(zhì)量的某種氣體，在等容變化過程中，氣體的壓強(qiáng)p和熱力學(xué)溫度T的圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線。如圖甲所示，且VkV2,即體積

21、越大，斜率越小。p-t圖象：一定質(zhì)量的某種氣體，在等容過程中，壓強(qiáng)p與攝氏溫度t是一次函數(shù)關(guān)系，不是簡單的正比例關(guān)系，如圖乙所示，等容線是一條延長線通過橫軸273.15C的傾斜直線，且斜率越大，體積越小。圖象縱軸的截距po是氣體在0C時(shí)的壓強(qiáng)。釋疑點(diǎn)：po”的含義po為零攝氏度時(shí)的壓強(qiáng)，而不是氣體初狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)?！纠?】容積為2L的燒瓶，在壓弓雖為1.0X105Pa時(shí)，用塞子塞住，此時(shí)溫度為27C,當(dāng)把它加熱到127C時(shí)，塞子被打開了，稍過一會兒，重新把蓋子塞好，停止加熱并使它逐漸降溫到27C,求：(1)塞子打開前的最大壓強(qiáng)；(2)27C時(shí)剩余空氣的壓強(qiáng)。解析：塞子打開前，瓶內(nèi)氣體的狀態(tài)變化為

22、等容變化。塞子打開后，瓶內(nèi)有部分氣體會逸出，此后應(yīng)選擇瓶中剩余氣體為研究對象，再利用查理定律求解。(1)塞子打開前，選瓶中氣體為研究對象：初態(tài)：Pi=1.0X105Pa,Ti=273K+27K=300K末態(tài)：P2=?,T2=273K+127K=400KTo400由查理7E律可得P2=JxP1=-X1.0X105Pa=1.33x105Pa。T1300(2)塞子塞緊后，選瓶中剩余氣體為研究對象：初態(tài)：p<=1.0X105Pa,T1'=400K末態(tài)：p2'=?,T2'=300K由查理定律可得P2'=TXp1'=300x1.0X105Pa0.75X105P

23、a。Ti400答案：(1)1.33x105Pa(2)0.75X105Pa題后反思：明確研究對象，確認(rèn)體積不變，選好初末狀態(tài)，正確確定壓強(qiáng)是正確運(yùn)用查理定律的關(guān)鍵。2 .舌：一呂薩克定律(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)丕變,的情況下，體積與熱力學(xué)溫度成正比?.氣體的等壓變化：一定量的氣體在壓強(qiáng)不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化叫等壓變化。(2)公式：VhV2或V=c(常量)。蓋一呂薩克定律是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的；成立條件：氣體質(zhì)量一定，壓強(qiáng)不變；一定質(zhì)量的氣體在等壓變化時(shí)，升高(或降低)相同的溫度，增加(或減小)的體積是相同的；常量C與氣體的種類、質(zhì)量和壓強(qiáng)有關(guān)。(3)蓋一呂薩克定律的另一種表現(xiàn)形式：一

24、定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，1溫度每升局或降低1C,增加或減少的體積為0c時(shí)體積的-公式為V=V0(1+t/273)o273釋疑點(diǎn)：V0”的含義V0為零攝氏度時(shí)的體積，而不是氣體初狀態(tài)時(shí)的體積?！纠?】有一個底部開口的熱氣球，其體積V=1.1m3是常數(shù)，氣球球皮的質(zhì)量m0=0.187kg,氣球球皮的體積可忽略不計(jì)?？諝獾某跏紲囟葹閠0=20C,大氣壓強(qiáng)為p。，此時(shí)空氣的密度為P0=1.2kg/m3。為使氣球剛好能浮起，氣球內(nèi)的空氣必須加熱到多少攝氏度？解析：氣球剛好能浮起來的臨界條件為氣球總的重力等于氣球所受的浮力。球內(nèi)的氣體在加熱時(shí)，氣體溢出氣球使球內(nèi)氣體密度減小，但球內(nèi)氣體與外界

25、相通，壓強(qiáng)始終等于外界大氣壓強(qiáng)，是等壓變化，由蓋一呂薩克定律變形得弋=弋，即pT1=修T2,可求出球內(nèi)P1T1(2丁2廣'空氣的溫度。氣球能浮起應(yīng)使F浮=m0g,設(shè)加熱至氣體能浮起的密度為則p0gV-p<gV=m0g,=po-m=1.03kg/m3。丁2,則氣球可浮起。由Tl=代丁2以氣球內(nèi)的氣體為研究對象，作等壓變化，設(shè)加溫至有卬丁0=/丁2。T2=角=341.4K=68.4C。點(diǎn)評：由蓋一呂薩克定律得出的推導(dǎo)式P1T1=p2T2,與氣體的體積和質(zhì)量無關(guān)，故本題中球內(nèi)氣體被加熱而溢出，但仍可選擇球內(nèi)氣體為研究對象，不同的是氣體的狀態(tài)參量不是體積，而是密度。利用該變形公式，不失為

26、解決變質(zhì)量問題的一個好方法。3 .汞柱移動問題的分析方法假設(shè)法用液柱或活塞隔開兩部分氣體，當(dāng)氣體溫度變化時(shí)，液柱或活塞是否移動？如何移動？此類問題的特點(diǎn)是：氣體的狀態(tài)參量p、V、T都發(fā)生了變化，直接判斷液柱或活塞的移動方向比較困難，通常先進(jìn)行氣體狀態(tài)的假設(shè)，然后應(yīng)用查理定律可以簡單地求解。其一般思路為：先假設(shè)液柱或活塞不發(fā)生移動，兩部分氣體均做等容變化。對兩部分氣體分別應(yīng)用查理定律的分比形式Ap=JTTp,求出每部分氣體壓強(qiáng)的變化量能，并加以比較。如果液柱兩端的橫截面積相等，則若年均大于零，意味著兩部分氣體的壓強(qiáng)均增大，則液柱向Ap值較小的一方移動；若能均小于零，意味著兩部分氣體的壓強(qiáng)均減小，

27、則液柱向壓強(qiáng)減小量較大的一方(即|刎較大的一方)移動；若Ap相等，則液柱不移動。如果液柱兩端的橫截面積不相等，則應(yīng)考慮液柱兩端的受力變化(ZpS),若能均大于零，則液柱向ApS較小的一方移動；若Ap均小于零，則液柱向|#S值較大的一方移動；若ApS相等，則液柱不移動。要判斷活塞的移動方向，則需要選擇好研究對象，進(jìn)行受力分析，綜合應(yīng)用查理定律和力學(xué)規(guī)律進(jìn)行推理和判斷。(2)極限法所謂極限法就是將問題推向極端。如在討論壓強(qiáng)大小變化時(shí)，將變化較大的壓強(qiáng)推向無窮大，而將變化較小的壓強(qiáng)推向零。這樣使復(fù)雜的問題變得簡單明了。(3)圖象法利用圖象：首先在同一pT圖象上畫出兩段氣柱的等容圖線，由于兩氣柱在相同

28、溫度下壓強(qiáng)不同，所以它們等容線的斜率也不同，氣柱的壓強(qiáng)較大的等容線的斜率也較大。【例3】如圖甲所示，容器A和B分別盛有氫氣和氧氣，用一段水平細(xì)玻璃管連通，管內(nèi)有一段水銀柱將兩種氣體隔開。當(dāng)氫氣的溫度為0C、氧氣溫度為20C時(shí)，水銀柱保持靜止。判斷下列情況下，水銀柱將怎樣移動：乙(1)兩氣體均升高20C;(2)兩氣體均降低20C;(3)氫氣升高10C,氧氣升高20C;(4)若初狀態(tài)如圖乙所示且氣體初溫相同，則當(dāng)兩氣體均降低10C時(shí)，水銀柱怎樣移動?解析：由查理定律£=削：P1P2P1P2ApTi-T2-Ti-T2-ATT即Ap=p1o11對于圖甲所示，氫氣和氧氣的初壓相同，設(shè)為P。當(dāng)溫

29、度變化時(shí)，先假設(shè)水銀柱不動，由公式綠=ATP分別求出兩部分氣體的綠值，加以比較進(jìn)行判斷。20200(1) Qa273P>0，ApB293P>。°因APa>ApB,故水銀柱向B容器移動。20一，型一(2) Qa=-273P<0,ApB=293P<0。因I側(cè)>|陽，故水銀柱向A容器移動。10.20(3)Pa=273p>0,apb=293p>o°因APa<ApB,故水銀柱向A容器移動。10-，10.(4)pA=-ypA<0,ApB=pBV0。因PA>pb(對于圖乙所示),故I2pA|>|2pB|,所以水銀柱向

30、A容器移動。答案：(1)向B容器移動(2)向A容器移動(3)向A容器移動(4)向A容器移動4.圖象的轉(zhuǎn)換方法要準(zhǔn)確熟練地將一種圖象轉(zhuǎn)換成另一種圖象，必須明確以下幾個問題。(1)準(zhǔn)確理解p-V圖象、p-T圖象和V-T圖象的物理意義和各圖象的函數(shù)關(guān)系，各圖象的特點(diǎn)。(2)知道圖線上的一個點(diǎn)表示的是一定質(zhì)量氣體的一個平衡狀態(tài)，知道其狀態(tài)參量：p,V,To(3)知道圖線上的某一線段表示的是一定質(zhì)量的氣體由一個平衡狀態(tài)(p,V,T)轉(zhuǎn)化到另一個平衡狀態(tài)(p',V',T')的過程；并能判斷出該過程是等溫過程、等容過程還是等壓過程。(4)從圖象中的某一點(diǎn)(平衡X態(tài))的狀態(tài)參量開始，根

31、據(jù)不同的變化過程，先用相對應(yīng)的規(guī)律計(jì)算出下一點(diǎn)(平衡態(tài))的狀態(tài)參量，逐一分析計(jì)算出各點(diǎn)的p,V,To(5)根據(jù)計(jì)算結(jié)果在圖象中描點(diǎn)，連線作出一個新的圖線，并根據(jù)相應(yīng)的規(guī)律逐一檢查是否有誤?！纠?】如圖甲所示是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V-T圖象。已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)是1.5X105pa。(1)說出A-B過程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計(jì)算圖中Ta的溫度值。(2)請?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中，作出由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p-T圖象，并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母A、B、Co如果需要計(jì)算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值，請寫出計(jì)算過程。解析：(1)由圖甲可以看出，A與B的連線的延長線過原

32、點(diǎn)O,所以A-B是一個等壓變化，即Pa=pBo根據(jù)蓋呂薩克定律可知：VA=VB,TaTbVa0.4所以Ta=V；Tb=0-6X300K=200Ko,、八-pBpcTc400(2)由圖甲可知，由B-C是等容變化，根據(jù)查理定律得：之=所以pc=TpB=WpBIBICIB300=4PB=4pA=4x1.5X105Pa=2.0x105Pa。333則可畫出由狀態(tài)A-B-C的pT圖象如圖所示。點(diǎn)評：熟練運(yùn)用蓋一呂薩克定律和查理定理，理解V-T圖象和p-T圖象的物理意義是解題的關(guān)鍵。3理想氣體的狀態(tài)方程1 .理想氣體（i）概念在任何淑度:.里磔下f步螯遵守氣便寒/I建的氣便?理想氣體是抽象出來的物理模型,實(shí)

33、際中不存在。在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大的情況下，可把實(shí)際氣體看成是理想氣體。（2）對理想氣體的理解理想氣體是為了研究問題方便提出的一種理想模型，是實(shí)際氣體的一種近似，就像力學(xué)中質(zhì)點(diǎn)、電學(xué)中點(diǎn)電荷模型一樣，突出矛盾的主要方面，忽略次要方面，從而認(rèn)識物理現(xiàn)象的本質(zhì)，是物理學(xué)中常用的方法。實(shí)際氣體，特別是那些不容易液化的氣體，如氫氣、氧氣、氮?dú)?、氨氣等，在壓?qiáng)不太大（不超過大氣壓強(qiáng)的幾倍卜溫度不太低（不低于零下幾十?dāng)z氏度）時(shí)，可以近似地視為理想氣體。在微觀意義上，理想氣體分子本身大小與分子間的距離相比可以忽略不計(jì)，分子除碰撞外，分子間不存在相互作用的引力和斥力，所以理想氣體的分子勢能為零，理想氣體的內(nèi)

34、能等于分子的總動能。一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與氣體的溫度有關(guān)。嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程。1500m3,【例1】有一定質(zhì)量的氨氣，壓強(qiáng)與大氣壓相等，體積為1m3,溫度為0C。在溫度不變的情況下，如果壓弓II增大到大氣壓的500倍，按玻意耳定律計(jì)算，體積應(yīng)該縮小至136,207m3,但實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是第6m3。如果壓強(qiáng)增大到大氣壓的1000倍，體積實(shí)際減小至羌001一而不是按玻意耳定律計(jì)算得到的焉m3。在此過程中可以把氨氣看成理想氣體嗎？解析：理想氣體是在任何溫度、壓強(qiáng)下都嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體。一定質(zhì)量的氨氣在上述變化過程中，不符合玻意耳定律，所以不能看成理想氣體。答案：不可以析

35、規(guī)律：模型的建立理想氣體和質(zhì)點(diǎn)的概念都是應(yīng)用理想化模型的方法建立起來的。2 .理想氣體狀態(tài)方程（1）理想氣體遵循的規(guī)律一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)、體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值是一個常數(shù)。（2）理想氣體的狀態(tài)方程臂=臂或詈C（常量）常量C僅由氣體的種類和質(zhì)量決定，與其他參量無關(guān)。適用條件：該方程是在理想氣體質(zhì)量不變的條件下才適用，是一定質(zhì)量理想氣體三個狀態(tài)參量的關(guān)系，與變化過程無關(guān)。(3)理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系：氣體實(shí)驗(yàn)定律可看成是狀態(tài)方程的特例。當(dāng)m不變、Ti=T2時(shí)piVi=p2V2玻意耳定律當(dāng)m不變、Vi=V2時(shí)pr=pT查理定律TiT2當(dāng)m不變、pi=p2時(shí)3=V2蓋一呂薩克

36、定律TiT2【例2i】如圖所示，粗細(xì)均勻的、一端封閉一端開口的U形玻璃管，當(dāng)ti=3iC、大氣壓強(qiáng)po=iatm時(shí)，兩管水銀面相平，這時(shí)左管被封閉氣柱長li=8cm。求：(i)當(dāng)溫度t2等于多少時(shí)，左管氣柱長12為9cm?(2)當(dāng)溫度達(dá)到上問中溫度t2時(shí)，為使左管氣柱長13為8cm,則應(yīng)在右管再加多高的水銀柱？解析：(i)取左管中氣體為研究對象，初狀態(tài)pi=iatm=76cmHg,Ti=ti+273K=304K,Vi=liS=(8cm)S(設(shè)截面積為S),因?yàn)樽蠊芩y面下降icm,右管水銀面一定上升icm,則左右兩管高度差為2cm,因而末狀態(tài)p2=(76+2)cmHg=78cmHg,V2=(9

37、cm)So由piVi/Ti=p2V2/T2,代入數(shù)據(jù)解得T2=35iK,從而知t2=78C。(2)在78C情況下，氣柱長從9cm減小到8cm,體積減小，壓強(qiáng)一定增大，即壓強(qiáng)大于78cmHg,故要往右管加水銀。由piVi/Ti=p3V3"3,且Vi=V3,T2=T3有：p3=piT3/Ti=76X(273+78)/(273+3i)cmHg=87.75cmHg,故應(yīng)在右管加水銀柱(87.7576)cm=ii.75cm。答案：見解析【例22】一水銀氣壓計(jì)中混進(jìn)了空氣，因而在27C,外界大氣壓為758mmHg時(shí)，這個水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)為738mmHg,此時(shí)管中水銀面距管頂80mm,當(dāng)溫度降至3

38、c時(shí)，這個氣壓計(jì)的讀數(shù)為743mmHg,求此時(shí)的實(shí)際大氣壓值為多少mmHg?解析：畫出該題始末狀態(tài)的示意圖：分別寫出兩個初末狀態(tài)的狀態(tài)參量：pi=758mmHg738mmHg=20mmHgVi=(80mm)S(S是管的橫截面積)Ti=273K+27K=300Kp2=p743mmHgV2=(738+80)mmS743(mm)S=75(mm)ST2=273K+(3)K=270K將數(shù)據(jù)代入理想氣體狀態(tài)方程：火=畔TiT2解得p=762.2mmHg。答案：762.2mmHg3 .理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用要點(diǎn)(1)選對象：根據(jù)題意，選出所研究的某一部分氣體，這部分氣體在狀態(tài)變化過程中，其質(zhì)量必須保持不變。

39、(2)找參量：找出作為研究對象的這部分氣體發(fā)生狀態(tài)變化前后的一組p、V、T數(shù)值或表達(dá)式，壓強(qiáng)的確定往往是個關(guān)鍵，常需結(jié)合力學(xué)知識(如力的平衡條件或牛頓運(yùn)動定律)才能寫出表達(dá)式。(3)認(rèn)過程：過程表示兩個狀態(tài)之間的一種變化方式，除題中條件已直接指明外，在許多情況下，往往需要通過對研究對象跟周圍環(huán)境的相互關(guān)系的分析才能確定，認(rèn)清變化過程是正確選用物理規(guī)律的前提。(4)列方程：根據(jù)研究對象狀態(tài)變化的具體方式，選用氣態(tài)方程或某一實(shí)驗(yàn)定律，代入具體數(shù)值，T必須用熱力學(xué)溫度，p、V的單位需統(tǒng)一，但沒有必要統(tǒng)一到國際單位，兩邊一致即可，最后分析討論所得結(jié)果的合理性及其物理意義。要注意利用圖象解決問題，常見圖

40、象如下：釋疑點(diǎn)如何處理變質(zhì)量問題對于變質(zhì)量問題，直接應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程顯然不合適，關(guān)鍵是如何靈活選擇研究對象，將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量問題，可取原有氣體為研究對象，也可以選擇剩余氣體為研究對象，始末狀態(tài)參量必須對同一部分氣體。4 .解決汽缸類問題的一般思路(1)弄清題意，確定研究對象。一般來說，研究對象分兩類：一類是熱學(xué)研究對象(一定質(zhì)量的理想氣體)，另一類是力學(xué)研究對象(汽缸、活塞或某系統(tǒng))。(2)分析清楚題目所求的物理過程，熱學(xué)研究對象的初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程，依氣體實(shí)驗(yàn)定律列出方程；對力學(xué)研究對象要正確地進(jìn)行受力分析，依據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程。(3)注意挖掘題目中的隱含條

41、件，如幾何關(guān)系等，列出輔助方程。(4)多個方程聯(lián)立求解。對求解的結(jié)果，注意檢驗(yàn)它們的合理性?！纠?1】貯氣筒的容積為100L,貯有溫度為27C、壓強(qiáng)為30atm的氫氣，使用后溫度降為20C,壓強(qiáng)降為20atm,求用掉的氫氣占原有氣體的百分比。解析：解法一：選取筒內(nèi)原有的全部氫氣為研究對象，且把沒用掉的氫氣包含在末狀態(tài)中，則初狀態(tài)pi=30atm,Vi=100L,Ti=300K;末狀態(tài)p2=20atm,V2=?T2=293K,根據(jù)華=啥2得：T1T2P1V1T230X100X293V2=J=-"、/L=146.5L。P2T120X300用掉的氫氣占原有氣體的百分比為V2-V1V2146

42、.5L100L146.5LX100%=31.7%。PiViTiV2V1V2100L68.3L100LX100%=31.7%。【例32】貯氣筒內(nèi)壓縮氣體的溫度是27C,壓強(qiáng)是20atm,從筒內(nèi)放出一半質(zhì)量解法二：取剩下的氣體為研究對象初狀態(tài)：Pi=30atm,體積Vi=?Ti=300K,末狀態(tài)：p2=20atm,體積V2=100L,T2=293K,p2V2,口-p2V2Ti20X100X300L=68.3L。干得Vi=丁=T2piT230X293用掉的氫氣占原有氣體的百分比的氣體后，并使筒內(nèi)剩余氣體的溫度降低到12C,問剩余氣體的壓強(qiáng)為多大？解析：以容器內(nèi)剩余氣體為研究對象，可知它原來占有整個容

43、器容積V的一半，即Vi1=/V,后來充滿整個容器，即V2=V。1初態(tài)：pi=20atm,Vi=2V，Ti=(273+27)K=300K;末態(tài)：P2=?,V2=V,T2=(273+12)K=285K。依據(jù)理想氣體狀態(tài)方程史=呼，有T1T2120X285X-Vatm=9.5atm。9.5atm。pV1T2_2P2=V2T1=300V故容器內(nèi)剩余氣體的壓強(qiáng)為答案：9.5atm【例4】如圖，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0c的水槽中，B的容積是A的3倍。K門S將A和B兩部分隔開。A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體。U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm。打開閥門S,整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管

44、內(nèi)左右水銀柱高度相等。假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積。(1)求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)(以mmHg為單位)；(2)將右側(cè)水槽的水從0C加熱到一定溫度時(shí)，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60mm,求加熱后右側(cè)水槽的水溫。解析：(1)在打開閥門S前，兩水槽水溫均為T°=273Ko設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為p1、體積為Vb,玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為pc,依題意有P1=pc+Ap式中Ap=60mmHg,打開閥門S后，兩水槽水溫仍為T。，設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為pBo依題意，有pB=pC玻璃泡A和B中氣體的體積為V2=Va+Vb根據(jù)玻意耳定律得pVb=pbV2聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得pc=

45、£a=180mmHg綠。玻璃泡c中氣體(2)當(dāng)右側(cè)水槽的水溫加熱至T'時(shí)，U形管左右水銀柱高度差為的壓強(qiáng)為pc'=pB+川玻璃泡c的氣體體積不變，根據(jù)查理定律得區(qū)=上在T0T'聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得T'=364K答案：(1)180mmHg(2)364K5 .理想氣體狀態(tài)方程的推廣(1)道爾頓定律：如圖，設(shè)A中氣體壓強(qiáng)為PA,體積為VA,溫度為Ta,B容器中氣體的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為Pb、Vb、Tbo打開K混合后，穩(wěn)定時(shí)氣體的壓強(qiáng)為p,體積為V=Va+Vb,溫度為T,則有pV/T=paVa/Ta+pbVb/Tb。(2)克拉珀龍方程：pV=nRT推導(dǎo)：

46、對某種理想氣體，設(shè)摩爾質(zhì)量為M,質(zhì)量為m,則該氣體的摩爾數(shù)為n=£,這部分氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下占體積V'=nV0,由理想氣體狀態(tài)方程=C可得半=第0=nR,pV=nRT即pV=mRT。意義：克拉珀龍方程是任意質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程，它聯(lián)系著某一確定狀態(tài)下各物理量的關(guān)系，克拉珀龍方程雖然是從氣體實(shí)驗(yàn)定律逐步推導(dǎo)而得，但它是反映氣體性質(zhì)，聯(lián)系狀態(tài)參量更為一般的形式?？死挲埛匠淌侨我赓|(zhì)量理想氣體的狀態(tài)方程，它聯(lián)系著某一狀態(tài)下各物理量間的關(guān)系，對實(shí)際氣體只要溫度不太低、壓強(qiáng)不太大就可應(yīng)用克拉珀龍方程解題。摩爾氣體常量R是熱學(xué)中又一個重要常量，R為一摩爾理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的常量，叫做

47、摩爾氣體常量。_poV0_1.013x105Pax22.4x103m3/molR=To=273Ko“1atmx22.4L/mol0.082atmL/(molK)。273K-8.31J/molK=【例51】某醫(yī)院使用的氧氣瓶容積為32L,在溫度為27C時(shí)瓶內(nèi)壓強(qiáng)為15atm,按規(guī)定當(dāng)使用到17c時(shí)壓強(qiáng)降到1atm,便應(yīng)重新充氣。該醫(yī)院在22c時(shí)，平均每天用0.1atm的氧氣429L,問一瓶氧氣能用多少天？解析：據(jù)題意，氣體初態(tài)P0=15atm、V0=32L、T0=300K;n天用掉的氧氣P1=0.1atm、V0=429nL、T1=295K;瓶內(nèi)剩余的氧氣P2=1atm、V0=32L、T2=290

48、K由分態(tài)式氣態(tài)方程可得半=/+噂T0T1T2代入數(shù)據(jù)得n-10所以一瓶氧氣能用10天。答案：10【例52】某房間的容積為20m3,在溫度為7°C、大氣壓強(qiáng)為9.8X104Pa時(shí)，室內(nèi)空氣質(zhì)量是25kg。當(dāng)溫度升高到27C、大氣壓強(qiáng)變?yōu)?.0X105Pa時(shí)，室內(nèi)空氣的質(zhì)量是多少？解析：解法一：本題可用密度公式來解決。由于理想氣體狀態(tài)方程變形可得mim2P2T1m1所以m2=加1="26V1pT1P2T1丁m1=P1T2倨丁21.0X105X280X259.8X104X300kg=23.8kg。解法二：室內(nèi)氣體的溫度、壓強(qiáng)均發(fā)生了變化，原氣體的體積不一定還是增大有氣體跑出,確定

49、。氣體初態(tài)：氣體末態(tài)：可能減小有氣體流入，因此仍以原25kg氣體為研究對象,20m3,可能通過計(jì)算才能P1=9.8X104Pa,V1=20mP2=1.0X105Pa,V2=?,3,T1=280K;T2=300Ko由理想氣體狀態(tài)方程有：呼=半,T1T2匯凹一P1T29.8X104X300X20所以V2=苻V1=F105X280m3=21.0m3,因V2>V1,故有氣體從房間內(nèi)流出。房間內(nèi)氣體質(zhì)量m2=V1m1;20X25kg=23.8kg。V221辨誤區(qū)：處理變質(zhì)量問題關(guān)鍵是選取恰當(dāng)?shù)难芯繉ο?，氣體與剩余氣體的狀態(tài)相同，將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題,程，就可以確定剩余氣體與“放出”或“漏掉

50、”氣體的體積、和原有氣體間的狀態(tài)變化關(guān)系。可想象“放出”或“漏掉”的然后利用理想氣體的狀態(tài)方質(zhì)量關(guān)系，從而確定剩余氣體4氣體熱現(xiàn)象的微觀意義6 .氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)(i)由于物體是由數(shù)量極多的分子組成的，這些分子并沒有統(tǒng)一的運(yùn)動步調(diào)，單獨(dú)來看，各個分子的運(yùn)動都是不規(guī)則的，具有偶然性，但從總體來看，大量分子的運(yùn)動服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。(2)氣體分子之間的距離很大，大約是分子直徑的10倍，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，氣體分子不受力的作用，在空間自由移動。能達(dá)到分子能達(dá)到的空間，所以氣體沒有確定的形狀和體積，其體積等于容器的體積。(3)分子的運(yùn)動雜亂無章，在某一時(shí)刻，向著任何一個方向運(yùn)動的分子都

51、有，而且向各個方向運(yùn)動的氣體分子數(shù)目都相等。即氣體分子沿各個方向運(yùn)動的機(jī)會(機(jī)率)相等。(4)每個氣體分子都在做永不停息的運(yùn)動，常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達(dá)到數(shù)百米每秒，在數(shù)量級上相當(dāng)于子彈的速率。(5)大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)中間多(占有分子數(shù)目多)兩頭少(速率大或小的分子數(shù)目少)的規(guī)律。(6)溫度升高時(shí)，所有分子熱運(yùn)動的平均速率增大，即大部分分子的速率增大了，但也有少數(shù)分子的速率減小，這也是統(tǒng)計(jì)規(guī)律的體現(xiàn)。特別提醒：單個或少量分子的運(yùn)動是“個別行為”，具有不確定性。大量分子運(yùn)動是“集體行為”具有規(guī)律性即遵守統(tǒng)計(jì)規(guī)律?！纠?】關(guān)于氣體分子的運(yùn)動情況，下列說法中正確的是()A.某一時(shí)刻具有

52、任一速率的分子數(shù)目是相等的B.某一時(shí)刻一個分子速度的大小和方向是偶然的C.某一時(shí)刻向任意一個方向運(yùn)動的分子數(shù)目相等D.某一溫度下大多數(shù)氣體分子的速率不會發(fā)生變化解析：具有某一速率的分子數(shù)目并不是相等的，呈“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，選項(xiàng)A錯誤。由于分子之間頻繁地碰撞，分子隨時(shí)都會改變自己運(yùn)動速度的大小和方向，因此在某一時(shí)刻一個分子速度的大小和方向完全是偶然的，選項(xiàng)B正確。雖然每個分子的速度瞬息萬變，但是大量分子的整體存在著統(tǒng)計(jì)規(guī)律。由于分子數(shù)目巨大，某一時(shí)刻向任意一個方向運(yùn)動的分子數(shù)目只有很小的差別，可以認(rèn)為是相等的，選項(xiàng)C正確。某一溫度下，每個分子的速率仍然是瞬息萬變的，只是分子運(yùn)動的

53、平均速率相同，選項(xiàng)D是錯誤的，該題的正確選項(xiàng)為B、Co答案：BC7 .氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生及決定因素(1)產(chǎn)生原因大量做無規(guī)則熱運(yùn)動的分子對器壁頻繁、持續(xù)地碰撞產(chǎn)生氣體的壓強(qiáng)。單個分子碰撞器所以壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力，從分子動理論的觀點(diǎn)看來，氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。(2)決定氣體壓強(qiáng)大小的因素微觀因素a.氣體分子的密度：氣體分子密度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)大，在單位時(shí)間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多；b.氣體分子的平均動能：氣體的溫度高，氣體分子的平均動能就大，每個氣體分子與器壁的碰撞(可視為彈性碰撞)

54、給器壁的沖力就大；從另一方面講，分子的平均速率大，在單位時(shí)間里，器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就多，累計(jì)沖力就大。宏觀因素a.溫度：在體積不變的情況下，溫度越高，氣體的平均動能越大，氣體的壓強(qiáng)越大；b.體積：在溫度不變的情況下，體積越小，氣體分子的密度越大，氣體的壓強(qiáng)越大。辨誤區(qū)：氣體壓強(qiáng)與大氣壓的區(qū)別氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的，而大氣壓是由于大氣層的重力而產(chǎn)生的，其隨離地面高度的增加而減小?！纠?】對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列四個敘述中正確的是()A.當(dāng)分子熱運(yùn)動變劇烈時(shí)，壓強(qiáng)必變大B.當(dāng)分子熱運(yùn)動變劇烈時(shí)，壓強(qiáng)可以不變C.當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，壓強(qiáng)必變小D.當(dāng)分子間的平均

55、距離變大時(shí)，壓強(qiáng)必變大解析：根據(jù)氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因可知：一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)，由氣體分子的平均動能和氣體分子的密集程度共同決定。分子平均動能越大，單位時(shí)間內(nèi)分子撞擊器壁的次數(shù)越多，氣體壓強(qiáng)越大。A、C、D三個選項(xiàng)均只給定了其中一個因素，而另一個因素不確定，不能判斷壓強(qiáng)是變大還是變小，所以只有B正確。答案：B釋疑點(diǎn)：影響理想氣體壓強(qiáng)的兩個因素分子平均動能用和氣體分子密度，不能根據(jù)一個方面得出壓強(qiáng)變化的結(jié)論。8 .氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋(1)玻意耳定律宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，在溫度保持不變時(shí)，體積減小，壓強(qiáng)增大，體積增大，壓強(qiáng)減小。微觀解釋：溫度不變，分子的平均動能不變，體積越小，分子越密集

56、。單位時(shí)間內(nèi)撞到單位面積器壁上的分子數(shù)就越多，氣體的壓強(qiáng)就越大。(2)查理定律宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，在體積保持不變時(shí)，溫度升高，壓強(qiáng)增大，溫度降低，壓強(qiáng)減小。微觀解釋：體積不變，則分子密度不變，溫度升高，分子平均動能增大。分子撞擊器壁的作用力變大，所以氣體的壓強(qiáng)增大。(3)蓋呂薩克定律宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，溫度升高，體積增大，溫度降低，體積減小。微觀解釋：壓強(qiáng)不變，溫度升高，分子平均動能增大，撞擊器壁的作用力變大，而要使壓強(qiáng)不變，則需影響壓強(qiáng)的另一個因素分子密度減小，所以氣體的體積增大。注意：對氣體實(shí)驗(yàn)定律的解釋是緊緊圍繞決定氣體壓強(qiáng)的兩個因素：氣體分子密度與分子平均動能進(jìn)行討論?！纠?】一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A沿平行于縱軸的直線變化到狀態(tài)B,則它的狀態(tài)變化過程是()A.氣體的溫度不變B.氣體的內(nèi)能增加C.氣體分子的