学案3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：
①T＝t＋273.15 K，粗略表示：T＝t＋273 K；
②ΔT＝Δt.
说明：热力学温度的零度叫绝对零度，即－273.15 °C，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．
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p A＝p0＋p h. 图1
2．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1 K与摄氏温标中的每1 °C大小相等
B．摄氏温度升高1 °C等于热力学温度升高274.15 K
C．热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 °C
D．某物体的摄氏温度为10 °C，即热力学温度为10 K
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1 K与摄氏温标中变化1 °C是相同的，故选项A、C正确，B错误．摄氏温度为10 °C 的物体，其热力学温度为283.15 K，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
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p 0.则封闭气体的压强为( ) A ．p ＝p 0＋mg /S B ．p ＝p 0＋(M ＋m )g /S
图2
C ．p ＝p 0－Mg /S
D ．p ＝mg /S
解析 对气缸缸套进行受力分析，如图所示． 由平衡条件可得：p 0S ＝Mg ＋pS 所以p ＝p 0－Mg
S
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p 0＝76 cmHg.(p 0＝1.01×105 Pa ，g ＝10 m /s 2，ρ水＝1×103 kg/m 3)
图3
解析 (1)p A ＝p 0－p h ＝76 cmHg －10 cmHg ＝66 cmHg (2)p A ＝p 0－p h ′＝76 cmHg －10sin 30°cmHg ＝71 cmHg (3)p B ＝p 0＋p h 2＝76 cmHg ＋10 cmHg ＝86 cmHg p A ＝p B －p h 1＝86 cmHg －5 cmHg ＝81 cmHg (4)p A ＝p 0＋ρ水gh
＝1.01×105 Pa ＋1×103×10×1.2 Pa ＝1.13×105 Pa
答案 (1)66 cmHg (2)71 cmHg (3)81 cmHg
(4)1.13×105 Pa
气体状态参量????
??
?
体积?
???? 等于容器的容积单位1 m 3＝103 L ＝106
mL 温度?
?????
???
?摄氏温标热力学温标关系：T ＝t ＋273.15 K
压强??
?
微观决定因素?
???
? 气体分子的平均动能
气体分子的密集程度
封闭气体压强的计算
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
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)
C ．－33 °C ＝240.15 K
D ．摄氏温度变化1 °C ，也就是热力学温度变化1 K
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
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h 1为10 cm ，水银柱b 两个液面间的高度差h 2为5 cm ，大气压强为75 cmHg ，求空气柱A 、B 的压强分别是多少？
图4
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
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
3．下列关于热力学温标的说法正确的是()
A．1 ℃就是1 K
B．摄氏温度改变1 ℃，相应热力学温度改变1 K，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310.15 K
题组二压强的微观意义
4．封闭容器中气体的压强()
A．是由气体的重力产生的
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
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
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1
A．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p A>p B，乙容器中p C＝p D
D．当温度升高时，p A、p B变大，p C、p D也要变大
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
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
题组三封闭气体压强的计算
9.一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中，管竖直放置时，管内水银面比管外高
h，上端空气柱长为L，如图2所示，已知大气压强为H cmHg，下列说法正
确的是()
A．此时封闭气体的压强是(L＋h) cmHg 图2
B．此时封闭气体的压强是(H－h) cmHg
C．此时封闭气体的压强是(H＋h) cmHg
D．此时封闭气体的压强是(H－L) cmHg
10.如图3所示，一圆筒形气缸静置于地面上，气缸的质量为M ，活塞(连同手柄)的质量为m ，
气缸内部的横截面积为S ，大气压强为p 0.现用手握住活塞手柄缓慢向上提，不计气缸内气体的质量及活塞与气缸壁间的摩擦，若气缸刚提离地面时气缸内气体的压强为p ，则( ) A ．p ＝p 0＋mg S
图3
B ．p ＝p 0－mg
S
C ．p ＝p 0＋Mg
S
D ．p ＝p 0－Mg
S
11.如图4所示，竖直放置的弯曲管A 端开口，B 端封闭，密度为ρ的液体
将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h 1、h 2和h 3，则B 端气体的压强为(已知大气压强为p 0)( ) A ．p 0－ρg (h 1＋h 2－h 3) B ．p 0－ρg (h 1＋h 3)
图4
C ．p 0－ρg (h 1＋h 3－h 2)
D ．p 0－ρg (h 1＋h 2)
12．一段长为L 的汞柱在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若将玻璃管开口向下放置，且管与水平面间的夹角为θ，如图5所示，则被封住气体的压强是多大？(水银的密度为ρ，大气压强为p 0)
1．
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．
答案CD
解析由热力学温度与摄氏温度的关系T＝t＋273.15 K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．
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．
答案65 cmHg60 cmHg
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(p A＋h1)S，受向上的大气压力为p0S，由于系统处于静止状态，则(p A＋h1)S＝p0S，
所以p A＝p0－h1＝(75－10) cmHg＝65 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p B，则(p B＋h2)S＝p A S，所以p B＝p A－h2＝(65－5) cmHg＝60 cmHg.
题组一温度和温标
1．
答案 A
解析当温度升高时，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．
答案 A
解析温标不同，测量同一系统的温度数值不同，A对，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0 °C表示标准大气压下冰的熔点，100 °C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T＝t＋273.15 K，D错．
3．
答案BD
解析由T＝t＋273.15 K可知，摄氏温度改变1 °C，热力学温度就改变1 K．当人体温度为37 °C时，利用T＝t＋273.15 K得T＝310.15 K，故选项B、D正确．
题组二压强的微观意义
4．
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．
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．
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p＝ρgh，h A>h B，可知p A>p B，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，p C＝p D，C对；温度升高时，p A、p B不变，而p C、p D变大，D错．
7．
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．
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. 答案 B
解析 取等压面法，选管外水银面为等压面，则由p 气＋p h ＝p 0，得p 气＝p 0－p h ，即p 气＝(H －h ) cmHg ，B 项正确． 10.
答案 D
解析 对气缸有Mg ＋pS ＝p 0S ，p ＝p 0－Mg
S ，选D.
11.
答案 B
解析 需要从管口依次向左分析，中间气室压强比管口低ρgh 3，B 端气体压强比中间气室低ρgh 1，所以B 端气体压强为p 0－ρgh 3－ρgh 1，选B 项． 12．答案 p
0－ρgL sin θ
解析 设被封住气体的压强为p ，则分析水银柱，其处于平衡状态，设水银柱的横截面积为S ，则有pS ＋ρgLS sin θ＝p 0S ，p ＝p 0－ρgL sin θ.当封闭气体的液柱倾斜时，其产生的压强ρgh 中的h 是竖直高度．
气体的状态参量 一、考点聚焦 1.气体状态和状态参量。热力学温度。 2.气体的体积、温度、压强之间的关系.。 3.气体分子运动的特点。气体压强的微观意义。 二、知识扫描 1．1atm= 1.01×105 pa= 76 cmHg，相当于 10.3 m高水柱所产生的压强。 2．气体的状态参量有：(p、V、T) ①压强(p)：封闭气体的压强是大量分子对器壁撞击的宏观表现，其决定因素有：1) 温度；2)单位体积内分子数。 ②体积(V)：1m3=103l= 106ml 。 ③热力学温度T= t+273.15 。 4．一定质量的理想气体的体积、压强、温度之间的关系是：PV/T=常数，克拉珀珑方程是： PV/T=RM/μ。 5．理想气体分子间没有相互作用力。注意：一定质量的某种理想气体内能由温度决定。 三、典型例题 例1．已知大气压强为p0 cmHg,一端开口的玻璃管内封闭一部分气体，管内水银柱高度为h cm，（或两边水银柱面高度差为h cm），玻璃管静止，求下列图中封闭理想气体的压强各是多少？ 解析：将图中的水银柱隔离出来做受力分析；⑺中取与管内气体接触的水银面为研究对象做 受力分析．本题的所有试管的加速度都为零．所以在⑴中：G=N，p0S=PS；在⑵图中：p0S+G=pS，p0S+ρghS=pS，取cmHg(厘米汞柱)为压强单位则有：p= p0+h；同理，图⑶中试管内气体的压强为：p= p0-h；采用正交分解法解得：图⑷中：p= p0+hsinθ；图 ⑸中：p=p0-hsinθ；图⑹中取高出槽的汞柱为研究对象，可得到：p= p0-h；图⑺中取
与管内气体接触的水银面（无质量）为研究对象：p 0S+ρghS=pS ，p= p 0+h 点评： （1） 确定封闭气体压强主要是找准封闭气体与水银柱（或其他起隔绝作用的物体）的接 触面，利用平衡的条件计算封闭气体的压强． （2） 封闭气体达到平衡状态时，其内部各处、各个方向上压强值处处相等． （3） 液体压强产生的原因是重力 （4）液体可将其表面所受压强向各个方向传递． 例2.两个完全相同的圆柱形密闭容器，如图8．３—１所示，甲 中装有与容 器等体积的水，乙中充满空气，试问： （1）两容器各侧壁压强的大小关系及压强大小决定于哪些因素？ （2）若两容器同时做自由落体运动，容器侧壁所受压强将怎样变化？ 解析： （1）对于甲容器，上壁压强为零，底面压强最大，侧壁压强自上而下由小变大其大小决 定于深度，对于乙容器各处器壁上的压强均相等，其大小决定于气体分子的温度和气体分子的密度。 （2）甲容器做自由落体运动时，处于完全失重状态，器壁各处的压强均为零；乙容器做 自由落体运动时，气体分子的温度和气体分子的密度不变，所以器壁各处的压强不发生变化。 点评：要分析、弄清液体压强和气体压强产生的原因是解决本题的关键。 例３．钢瓶内装有高压气体，打开阀门高压气体迅速从瓶口喷出，当内外气压相等时立即关闭阀门。过一段时间后再打开阀门，问会不会再有气体喷出？ 解析：第一次打开阀门气体高速喷出，气体迅速膨胀对外做功，但来不及吸热。由热力学第 一定律可知，气体内能减少，导致温度突然下降。关闭阀门时，瓶内气体温度低于外界温度，但瓶内压强等于外界气体压强。过一段时间后，通过与外界热交换，瓶内温度升高到和外界温度相同，而瓶的体积没变，故而瓶内气体压强增大。因此，再次打开阀门，会有气体喷出。 点评：此题有两个过程，第一次相当于绝热膨胀过程，第二次是等容升温。 例４．一房间内，上午10时的温度为150C ，下午2时的温度为250C ，假定大气压无变化， 则下午2时与上午10时相比较，房间内的 （ ） A ．空气密度增大 B ．空气分子的平均动增大 C ．空气分子速率都增大 D ．空气质量增大 解析：由于房间与外界相通，外界大气压无变化，因而房间内气体压强不变。但温度升高后， 体积膨胀，导致分子数密度减小。所以，房间内空气质量减少，空气分子的平均动增大。但并非每个分子速率都增大，因为单个分子的运动是无规则的。答案B 是正确。 图８．３－１ 甲 乙
高中物理-理想气体的状态方程练习 基础夯实 一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题) 1．关于理想气体，下列说法正确的是( C ) A．理想气体也不能严格地遵守气体实验定律 B．实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下，可看成理想气体 C．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体 D．所有的实际气体在任何情况下，都可以看成理想气体 解析：理想气体是遵守气体实验定律的气体，A项错误；它是实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的抽象，故C正确，B、D是错误的。 2．为了控制温室效应，各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态 CO 2密度大于海水密度的事实，设想将CO 2 液化后，送入深海海底，以减小大气中 的CO 2的浓度。为使CO 2 液化，最有效的措施是( D ) A．减压、升温B．增压、升温C．减压、降温D．增压、降温 解析：要将CO 2液化需减小体积，根据 pV T ＝C，知D选项正确。 3．(江苏省兴化一中高二下学期检测)一定质量的理想气体，由状态A(1,3)沿直线AB变化到C(3,1)，如图所示，气体在A、B、C三个状态中的温度之比是( C ) A．1∶1∶1 B．1∶2∶3 C．3∶4∶3 D．4∶3∶4 解析：由pV T ＝C知，温度之比等于pV乘积之比，故气体在A、B、C三种状 态时的热力学温度之比是3×1∶2×2∶1×3＝3∶4∶3，故选C。 4．关于理想气体的状态变化，下列说法中正确的是( CD ) A．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100℃上升到200℃时，其体积增大为原来的2倍 B．气体由状态1变化到状态2时，一定满足方程p 1 V 1 T 1 ＝ p 2 V 2 T 2
2016-2017学年度学校11月月考卷 学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 一、计算题 1.如图所示粗细均匀的U形玻璃管竖直放置,左端用水银封闭着长L=13cm的理想气体,右端开口,当封闭气体的温度T=312K时,两管水银面的高度差△h=4cm.现对封闭气体缓慢加热,直到左、右两管中的水银面相平.设外界大气压p o=76cmHg. ①求左、右两管中的水银面相平时封闭气体的温度; ②若保持①问中气体温度不变,从右管的开口端缓慢注入水银,直到右侧管的水银面比左侧管的高△h′=4cm,求注入水银柱的长度. 2.一定质量的理想气体在1个标准大气压下、0℃时的体积为6.72×10-1 m3, 已知该状态下1mol气体的体积就是2.24×10-2m3,阿伏加德罗常数N A= 6.0×1023mol-1。求该气体的分子数。 3.一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示,气体在状态A时的压强p A=p0,温度T A=T0,线段AB与V轴平行,BC的延长线过原点。求: (i)气体在状态B时的压强p B; (ii)气体从状态A变化到状态B的过程中,对外界做的功为10J,该过程中气体吸收的热量为多少; (iii)气体在状态C时的压强p C与温度T C。
4.如图,气缸竖直固定在电梯内,一质量为m、面积为s的活塞将一定量的气体封闭在气缸内,当电梯做加速度大小为a的匀加速下降时活塞与气缸底相距L。现让电梯匀加速上升,加速度大小也为a,稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。不计气缸与活塞间的摩擦,整个过程温度保持不变。求大气压强p0. 5.如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h,此时封闭气体的温度为T1。现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,气体温度上升到T2。已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦,求: ①活塞上升的高度; ②加热过程中气体的内能增加量。 6.如图所示,水平放置一个长方体的封闭气缸,用无摩擦活塞将内部封闭气体分为完全相同的A、B两部分.初始时两部分气体压强均为p、热力学温度均为T.使A的温度升高△T而保持B部分气体温度不变.则A部分气体的压强增加量为多少。 7.小方同学在做托里拆利实验时,由于操作不慎,玻璃管漏进了一些空气。当大气压强为76cmHg时,管内外水银面高度差为60cm,管内被封闭的空气柱长度就是30cm,如图所示.问:
高中物理热学-- 理想气体状态方程 试题及答 案 一、单选题 1.一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 1、V 1、T 1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 2、V 2、T 2，下列关系正确的是 A ．p 1 =p 2，V 1=2V 2，T 1= 21T 2 B ．p 1 =p 2，V 1=21 V 2，T 1= 2T 2 C ．p 1 =2p 2，V 1=2V 2，T 1= 2T 2 D ．p 1 =2p 2，V 1=V 2，T 1= 2T 2 2．已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一定 质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能 A.先增大后减小 B.先减小后增大 C.单调变化 D.保持不变 3.地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中（不计气团内分子间的势能） A.体积减小，温度降低 B.体积减小，温度不变 C.体积增大，温度降低 D.体积增大，温度不变 4.下列说法正确的是 A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量 C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小 D. 单位面积的气体分子数增加，气体的压强一定增大 5．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的 A ．温度和体积 B ．体积和压强 C ．温度和压强 D ．压强和温度 6.带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a ，然后经过过 程ab 到达状态b 或进过过程ac 到状态c ，b 、c 状态温度相同，如V-T 图所 示。设气体在状态b 和状态c 的压强分别为Pb 、和PC ,在过程ab 和ac 中吸 收的热量分别为Qab 和Qac ，则 A. Pb >Pc ，Qab>Qac B. Pb >Pc ，Qab 知识目标 1、知道气体的温度、体积、压强是描述气体状态的状态参量，理解描述状态的三个参量的意义． 2、在知道温度物理意义的基础上；知道热力学温度及单位；知道热力学温度与摄氏温度的关系，并会进行换算． 3、知道气体的体积及其单位．并理解气体的压强是怎样产生的，能运用分子动理论进行解释；知道气体压强的单位并能进行单位换算；会计算各种情况下气体的压强． 能力目标 1、运用所学的力学及运动学知识计算各种情况下气体的压强，总结出求解气体压强的方法．明确气体的状态及状态参量是—一对应的关系． 情感目标 培养学生的分析、解决问题的能力及综合应用所学知识解决实际问题的能力． 教学建议 教材分析 气体压强的概念及计算是本节的重点，关于压强的产生，教材在本章第五节分子动理论中——对气体压强产生做了详细的介绍，而运用示例来讲解压强的计算，例题中分析了被水银柱封闭的空气柱在三种放置状态时的压强求解，利用前面所学的力学知识，分析水银柱受力的平衡条件，得到了气体压强值，教学时，注意让学生在复习初中内容的基础上，观察演示实验，讨论压强计算的公式并进行必要的练习，着重解决一下“气体的压强”问题，为以后的几节学习扫清障碍． 教法建议 针对本章的重点——气体压强的计算，通过以前学过的固体和液体的压强知识来理解气体压强的概念；用力学观点来计算气体的压强，把力学和热学联系起来． 教学设计方案 教学用具：压强计 教学整体设计：教师引导学生复习压强、力平衡、牛顿定律等力学知识引入气体压强等热学参量，再让学生做实验掌握气体压强的测量，通过例题讲解使学生掌握气体压强的求法．教学目标完成过程： （一）课堂引入 教师讲解：在前面一章中，我们主要研究了物质的三种存在状态：气、液、固中的两种——固体和液体，由于气体分子排布的特点，使得气体分子具有一些特有的性质，今天，我们便开始研究气体． （二）新课讲解 教师讲解：为了描述我们的研究对象，针对气体的热学特性，我们用体积、压强和温度物理量等来标识气体，这几个用来描述气体状态的物理量叫做气体的状态参量． 1、温度（t） 温度是表示物体冷热程度的物理量，是物体分子平均动能的标志． （1）测量：用温度计来测量． （2）温标：温度的数值表示法． ①摄氏温标：规定在1atm下冰水混合物的温度为0℃，沸水的温度为11℃，中间分成100等份，每一份为1℃，通常用t表示，单位为摄氏度（℃）． 高中物理-理想气体的状态方程练习 A级抓基础 1．(多选)对一定质量的理想气体( ) A．若保持气体的温度不变,则当气体的压强减小时,气体的体积一定会增大B．若保持气体的压强不变,则当气体的温度减小时,气体的体积一定会增大C．若保持气体的体积不变,则当气体的温度减小时,气体的压强一定会增大D．若保持气体的温度和压强都不变,则气体的体积一定不变 解析：气体的三个状态参量变化时,至少有两个同时参与变化,故D对；T不 变时,由pV＝恒量知,A对；p不变时,由V T ＝恒量知,B错；V不变时,由 p T ＝恒量知,C 错． 答案：AD 2.关于理想气体的状态变化,下列说法中正确的是（） A.一定质量的理想气体,当压强不变而温度由100 ℃上升到200 ℃时,其体积增大为原来的2倍 B.气体由状态1变化到状态2时,一定满足方程p 1 V 1 T 1 ＝ p 2 V 2 T 2 C.一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍,可能是压强减半,热力学温度加倍 D.一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍,可能是体积加倍,热力学温度减半 解析：一定质量的理想气体压强不变,体积与热力学温度成正比,温度由100 ℃上升到200 ℃时,体积增大为原来的1.27倍,故A错误；理想气体状态方 程成立的条件为质量不变,B项缺条件,故错误；由理想气体状态方程pV T ＝恒量可 知,C正确,D错误. 答案：C 3.一定质量的气体,从初态（p0、V0、T0）先经等压变化使温度上升到3 2 T ,再 经等容变化使压强减小到1 2 p ,则气体最后状态为（） A.1 2 p 、V0、 3 2 T B. 1 2 p 、 3 2 V 、 3 4 T C. 1 2 p 、V0、 3 4 T D. 1 2 p 、 3 2 V 、T0 解析：在等压过程中,V∝T,有 V T ＝ V 3 3T0 2 ,V3＝ 3 2 V ,再经过一个等容过程,有 p 3 2 T ＝ p 2 T 3 ,T3＝ 3 4 T ,所以B正确. 答案：B 4.（多选）一定质量的理想气体,初始状态为p、V、T,经过一系列状态变化后,压强仍为p,则下列过程中可以实现的是（） A.先等温膨胀,再等容降温 B.先等温压缩,再等容降温 C.先等容升温,再等温压缩 D.先等容降温,再等温压缩 解析：根据理想气体的状态方程 pV T ＝C,若经过等温膨胀,则T不变,V增加,p 减小,再等容降温,则V不变,T降低,p减小,最后压强p肯定不是原来值,A错；同理可以确定C也错,正确选项为B、D. 答案：BD 5.氧气瓶的容积是40 L,其中氧气的压强是130 atm,规定瓶内氧气压强降到10 atm时就要重新充氧,有一个车间,每天需要用1 atm的氧气400 L,这瓶氧气能用几天？（假定温度不变） 解析：用如图所示的方框图表示思路. 由V1→V2：p1V1＝p2V2, V 2 ＝ p 1 V 1 p 2 ＝ 130×40 10 L＝520 L, 高中物理模型气体题库 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】 2016-2017学年度学校11月月考卷 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、计算题 1．如图所示粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左端用水银封闭着长L=13cm的理想气体，右端开口，当封闭气体的温度T=312K时，两管水银面的高度差△h=4cm．现对封闭气体缓 慢加热，直到左、右两管中的水银面相平．设外界大气压p o =76cmHg． ①求左、右两管中的水银面相平时封闭气体的温度； ②若保持①问中气体温度不变，从右管的开口端缓慢注入水银，直到右侧管的水银面比左侧管的高△h′=4cm，求注入水银柱的长度． 2．一定质量的理想气体在1个标准大气压下、0℃时的体积为6．72×10-1 m3, 已知该状 态下1mol气体的体积是2．24×10-2 m3,阿伏加德罗常数N A = 6．0×1023mol-1。求该气体的分子数。 3．一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的 压强p A =p ，温度T A =T ，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点。求： （i）气体在状态B时的压强p B ； （ii）气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为10J，该过程中气体吸收的热量为多少； （iii）气体在状态C时的压强p C 和温度T C 。 4．如图，气缸竖直固定在电梯内，一质量为m、面积为s的活塞将一定量的气体封闭在气 缸内，当电梯做加速度大小为a的匀加速下降时活塞与气缸底相距L。现让电梯匀加速上升，加速度大小也为a，稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。不计气缸和活塞间的 摩擦，整个过程温度保持不变。求大气压强p ． 5．如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。 活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T 1 。现通过电 理想气体状态方程 理想气体状态方程 理想气体状态方程，又称理想气体定律、普适气体定律，是描述理想气体在处于平衡态时，压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。 理想气体状态方程建立在玻义耳-马略特定律、查理定律、盖-吕萨克定律等经验定律的基础上。 理想气体状态方程是由研究低压下气体的行为导出的。但各气体在适用理想气体状态方程时多少有些偏差；压力越低，偏差越小，在极低压力下理想气体状态方程可较准确地描述气体的行为。极低的压强意味着分子之间的距离非常大，此时分子之间的相互作用非常小；又意味着分子本身所占的体积与此时气体所具有的非常大的体积相比可忽略不计，因而分子可近似被看作是没有体积的质点。于是从极低压力气体的行为触发，抽象提出理想气体的概念。 理想气体状态方程表达式 理想气体状态方程数学表达式为： pV=nRT 方程有4个变量，其意义描述如下： p是指理想气体的压强； V为理想气体的体积； n表示气体物质的量； T表示理想气体的热力学温度； 还有一个常量R，R为理想气体常数。 从数学角度可以看出，理想气体状态方程变量很多。因此此方程以其变量多、适用范围广而著称，对常温常压下的空气也近似地适用。 理想气体状态方程的特殊情况 1.理想气体状态方程的恒温过程（T恒定） 该过程满足玻义耳定律（玻—马定律）（Boyles‘s Law） 当n，T一定时，由理想气体状态方程可知，V，p成反比，即V∝（1/p）； 2.理想气体状态方程的等容过程（V恒定） 该过程满足查理定律（Charles’s Law） 当n，V一定时，由理想气体状态方程可知，T，p成正比，即p∝T； 3.理想气体状态方程的等压过程（p恒定） 该过程满足盖-吕萨克定律（Gay-Lussac‘s Law） 2019高考物理总练习教学案第42讲-气体的状态和状态参量 12.1气体的状态和状态参量 12.2气体压强、体积和温度的关系 【一】教学目标 1、在物理知识方面要求： 〔1〕知道气体的温度、体积和压强是描述气体状态的状态参量； 〔2〕理解气体的温度、体积和压强的物理意义； 〔3〕知道气体的压强是大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的； 〔4〕会用水银压强计测量密闭气体的压强； 〔5〕会计算气体的压强。 2、通过研究描述气体状态的三个参量，明确本章的中心课题和研究方法，增强学生学习的目的性。 【二】重点、难点分析 1、气体的压强是重点，因为它是以后进一步学习气体实验定律和理想气体状态方程的基础。所以要让学生理解压强概念的物理意义，知道压强的单位，会计算气体的压强，会用水银压强计测定气体的压强。 2、正确确定密闭气体的压强是难点，特别是U形管中气体的压强。受重力—压力—压强这样的推理逻辑的影响，学生在理解气体压强产生时会感到困惑。 【三】教具 1、演示气体压强的大小 水银气压计〔U形管的底部用乳胶管连接，B管为可活动的〕。 2、气体压强的模拟实验 气体分子运动模拟实验器。 【四】主要教学过程 〔一〕引入新课 在研究机械运动时，物体的位置、速度确定了，物体的运动状态就确定了。当研究对象转换为气体时，描述气体的状态，显然不能再用位置、速度这样的物理量了。那么应该用什么物理量来描述气体的状态呢？ 举例： 凹陷的乒乓球被热水一浇，恢复原状； 充好气的气球，放在暖气片上会爆裂； 自行车内胎在夏天时容易爆胎； 气体被压缩； 压缩气体突然膨胀； 通过学生举出的众多实例，分析得出：对于一定质量的某种气体，描述其状态的物理量有温度、体积和压强。 〔二〕教学过程设计 1、温度 〔1〕对温度物理意义的认识 宏观：温度表示物体的冷热程度。 微观：温度标志着物体内部分子无规那么运动的剧烈程度；温度是物体分子平均动能的标志。 〔2〕温度与温标 温标即温度的数值表示法。 摄氏温标——摄氏温度t 热力学温标——热力学温度T 2、气体的体积 〔1〕气体体积是指气体分子充满的空间，即容器的容积。 〔2〕这个容积不是气体分子本身的体积之和，气体分子之间是有空隙的。 本科毕业论文（设计）题目：高中物理模型的归类与分析 作者单位：物理学与信息技术学院 专业：物理学 作者姓名：任艳华 指导教师：郭芳霞 提交日期：二一六年四月 高中物理模型的归类与总结 任艳华 摘要：物理模型是高中物理知识的重要载体，其中绝大多数内容都是以物理模型为基础和载体向学生传递知识的。物理模型不仅是学生获得物理知识的一种基本方法，更是一种培养学生应用能力和创新能力的重要工具。本文主要讲述物理模型的概念及分类方法，并结合整个高中物理中的重点和难点知识对物理模型进行分类与总结，最后指出运用物理模型教学的意义。 关键词：物理模型；高中物理教学；教学意义 物理学是一门重要的自然科学，它研究的对象是自然界最普遍、最基本的运动形态及物质结构相互作用和运动规律的学科。自然界的各种各种事物之间存在着千丝万缕的关系，并且复杂多变。因此，为了探讨物理事物的本质，根据所研究的具体问题或问题的特点，用科学抽象的思维方法对问题进行抽象的描述，抓住事物主要的、本质的特征，忽略其次要的、非本质的因素，将所研究对象进行简化、高度抽象而建立起来的一种新的物理形象----即物理模型。 1.高中物理模型的概述 1.1物理模型的含义 “模型”一词来自于“Modulus”，意为样本、尺度、标准。钱学森先生曾给模型下过这样的定义：模型就是通过对问题现象的分解、分析，利用已知原理，吸取主要因素，省略次要因素，而创造出的一幅图画。[1] 根据物理模型的特点，美国学者David Hestenes(1995)认为，物理模型是对物理系统和某一物理过程的抽象化表征，它可以表征系统的结构及其某一方面的特征或运动规律等。[2]据此我们可以得出物理模型是对客观原型的一种“概念化”的抽象描述，这种描述包括了对客观实物的结构、某一方面的特征等。 1.2建立物理模型的意义 经过抽象思维构思出来的物理模型，可以简化物理学所分析、研究的复杂问题，且模型中得出的结果与客观实际又不会有明显的偏差。 运用物理模型可以帮助人们解决实际生活中的问题。在实际处理时只需要将实际事物抽象成理想模型，然后将模型的研究结果直接运用于实际。面对比较复杂的问题时，首先研究它的物理理想模型，再结合客观实际将其研究结果进行修正，从而使之与实际对象的本质相一致。[3]例如：由理想气体状态方程nRT pV 得出的结果与实际气体不相符合，这是因为在推导理想气体状态方程时，将分子力完全忽略了，而实际气体中气体分子的大小和分子间的相互作用力是不容忽视的。因此，从代表理想气体体积的V中减去分子体积b，对测定的压强值P加上 高中物理理想气体知识点归纳 高中物理理想气体知识点 基本定义编辑 忽略气体分子的自身体积，将分子看成是有质量的几何点;假设分子间没有相互吸引和排斥，分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的，不造成动能损失。这种气体称为理想气体。 气体概述编辑 气态方程全名为理想气体状态方程，一般指克拉珀龙方程：pV=nRT。其中p为压强，V为体积，n为物质的量，R为普适气体常量，T为绝对温度(T的单位为开尔文(字母为K)，数值为摄氏温度加273.15,如0℃即为273.15K)。 当p，V，n，T的单位分别采用Pa(帕斯卡)，m3(立方米)，mol，K时，R的数值为8.31。该方程严格意义上来说只适用于理想气体，但近似可用于非极端情况(高温低压)的真实气体(包括常温常压)。 主要性质编辑 1.分子体积与气体体积相比可以忽略不计; 2.分子之间没有相互吸引力; 3.分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失; 4.在容器中，在未碰撞时考虑为作匀速运动，气体分子碰撞时发生速度交换，无动能损失; 5.理想气体的内能是分子动能之和。 推导方式编辑 当p，V，n，T的单位分别采用Pa(帕斯卡)，m3(立方米)，mol，K时，R的数值为8.31J/(mol*K)。该方程严格意义上来说只适用于理想气体，但近似可用于非极端情况(低温或高压)的真实气体(包括常温常压)。 另外指的是克拉珀龙方程来源的三个实验定律：玻-马定律、盖吕萨克定律和查理定律，以及直接结论pV/T=恒量。波义耳-马略特定律：在等温过程中，一定质量的气体的压强跟其体积成反比。即在温度不变时任一状态下压强与体积的乘积是一常数。即p1V1=p2V2。盖吕萨克定律：一定质量的气体，在压强不变的条件下，温度每升高(或降低)1℃，它的体积的增加(或减少)量等于0℃时体积的1/273。查理定律指出，一定质量的气体，当其体积一定时，它的压强与热力学温度成正比。即P1/P2=T1/T2或pt=P 0(1+t/273)式中P 0为0℃时气体的压强，t 为摄氏温度。综合以上三个定律可得pV/T=恒量，经实验可得该恒量与气体的物质的量成正比，得到克拉珀龙方程。 气体的状态参量 教学目标 知识目标 1、知道气体的温度、体积、压强是描述气体状态的状态参量，理解描述状态的三个参量的意义． 2、在知道温度物理意义的基础上；知道热力学温度及单位；知道热力学温度与摄氏温度的关系，并会进行换算． 3、知道气体的体积及其单位．并理解气体的压强是怎样产生的，能运用分子动理论进行解释；知道气体压强的单位并能进行单位换算；会计算各种情况下气体的压强． 能力目标 1、运用所学的力学及运动学知识计算各种情况下气体的压强，总结出求解气体压强的方法．明确气体的状态及状态参量是—一对应的关系． 情感目标 培养学生的分析、解决问题的能力及综合应用所学知识解决实际问题的能力． 教学建议 教材分析 气体压强的概念及计算是本节的重点，关于压强的产生，教材在本章第五节分子动理论中——对气体压强产生做了详细的介绍，而运用示例来讲解压强的计算，例题中分析了被水银柱封闭的空气柱在三种放置状态时的压强求解，利用前面所学的力学知识，分析水银柱受力的平衡条件，得到了气体压强值，教学时，注意让学生在复习初中内容的基础上，观察演示实验，讨论压强计算的公式并进行必要的练习，着重解决一下“气体的压强”问题，为以后的几节学习扫清障碍． 教法建议 针对本章的重点——气体压强的计算，通过以前学过的固体和液体的压强知识来理解气体压强的概念；用力学观点来计算气体的压强，把力学和热学联系起来．教学设计方案 教学用具：压强计 教学整体设计：教师引导学生复习压强、力平衡、牛顿定律等力学知识引入气体压强等热学参量，再让学生做实验掌握气体压强的测量，通过例题讲解使学生掌握气体压强的求法． 教学目标完成过程： （一）课堂引入 教师讲解：在前面一章中，我们主要研究了物质的 高中物理模型24 活塞封闭气缸(原卷版) 1.常见类型 (1)气体系统处于平衡状态,需综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题。 (2)气体系统处于力学非平衡状态,需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题。 (3)封闭气体的容器(如汽缸、活塞)与气体发生相互作用的过程中,如果满足守恒定律的适用条件,可根据相应的守恒定律解题。 (4)两个或多个汽缸封闭着几部分气体,并且汽缸之间相互关联的问题,解答时应分别研究各部分气体,找出它们各自遵循的规律,并写出相应的方程,还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式,最后联立求解。 2.解题思路 (1)弄清题意,确定研究对象,一般地说,研究对象分两类:一类是热学研究对象(一定质量的理想气体);另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。 (2)分析清楚题目所述的物理过程,对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程,依据气体实验定律列出方程;对力学研究对象要正确地进行受力分析,依据力学规律列出方程。 (3)注意挖掘题目的隐含条件,如几何关系等,列出辅助方程。 (4)多个方程联立求解。对求解的结果应注意检验它们的合理性。 多个系统相互联系的一定质量气体问题,往往以压强建立起系统间的关系,各系统独立进行状态分析,要确定每个研究对象的变化性质,分别应用相应的实验定律,并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联,若活塞可自由移动,一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系。 【典例1】如图所示,足够长的圆柱形汽缸竖直放置,其横截面积为1×10-3m2,汽缸内有质量m=2 kg的活塞,活塞与汽缸壁封闭良好,不计摩擦。开始时活塞被销子K销于如图所示位置,离缸底12 cm,此时汽缸内被封闭气体的压强为1.5×105 Pa,温度为300 K。外界大气压强p0=1.0×105 Pa,g=10 m/s2。 (1)现对密闭气体加热,当温度升到400 K时,其压强为多大? (2)若在(1)的条件下拔去销子K,活塞开始向上运动,当它最后静止在某一位置时,汽缸内气体的温度为360 K,则这时活塞离缸底的距离为多少? 【变式训练1】如图，柱形容器内用不漏气的轻质绝热活塞封闭一定量的理想气体，容器外包裹保温材料。开始时活塞至容器底部的高度为H1，容器内气体温度与外界温度相等。在活塞上逐步加上多个砝码后，活塞下降到距容器底部H2处，气体温度升高了△T；然后取走容器外的保温材料，活塞位置继续下降，最后静止于距容器底部H3处：已知大气压强为p0。求：气体最后的压强与温度。 【典例2】如图，在水平放置的刚性气缸内用活塞封闭两部分气体A和B，质量一定的两活塞用杆连接。气缸内两活塞之间保持真空，活塞与气缸璧之间无摩擦，左侧活塞面积较大，A、B的初始温度相同。略抬高气缸左端使之倾斜，再使A、B升高相同温度，气体最终达到稳定状态。若始末状态A、B的压强变化量△p A、△p B均大于零，对活塞压力的变化量为△F A、△F B，则 (A)A体积增大(B)A体积减小(C) △F A △F B(D)△p A<△p B 【变式训练2】如图，绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气 缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为 V、温度均为 T。缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后， A中气体压强为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变，求气缸A中气体的体积 A V和温度 A T。 【典例3】(2019南昌二中1月质检)如图所示,两个截面积均为S的圆柱形容器,左右两边容器的高均为H,右边容器上端封闭,左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的轻活塞(重力不计),两容器由装有阀门的极细管道(体积忽略不计)相连通。开始时阀门关闭,左边容器中装有热力学温度为T0的理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢下降,直至系统达到平衡,此时被封闭气体的热力学温度为T,且T>T0。求此过程中外界对气体所做的功。已知大气压强为p0。 【变式训练3】汽缸由两个横截面不同的圆筒连接而成,活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起,活塞可无摩擦移动,活塞A、B的质量分别为m1=24 kg、m2=16 kg,横截面积分别为S1=6.0×10-2 m2,S2=4.0×10-2 m2,一定质量的理想气体被封 气体的状态参量（一） 一、气体的3个状态参量 1. 温度：温度在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上是描述热运动的剧烈程度。 热力学温度（T ），单位K （开尔文）； 摄氏温度（t ），单位℃（摄氏度）。 两种温度间的关系：T = t + 273 两种单位制下每一度的间隔是相同的：ΔT =Δt 0K 是低温的极限，它表示所有分子都停止了热运动。可以无限接近，但永远不能达到。 2. 体积： 国际单位为3m ，常用的有L ，1L =1dm 3=10-3m 3 . 3. 压强：气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁而产生的.压强的大小取决于单位体积内的分子数和分子的平均速率。若单位体积内分子数增大，分子的平均速率也增大，则气体的压强也增大。 国际单位是帕（Pa ），常用的单位还有标准大气压（atm ）和毫米汞柱(mmHg)。 二、（气缸）封闭气体的压强计算 已知：大气压0P ,活塞重量为G ，砝码重量1G ，汽缸重量2G ，汽缸截面积为S 1. 气缸置于水平地面上 1P = 2 P = 3P = 4 P = 2. 气缸被悬吊起来 5P = 6P = 1. 密闭容器中气体的压强：( B ) A. 是由于气体的重力所产生的； B. 是由于气体分子频繁碰撞容器壁所产生的； C. 是由于分子之间存在相互作用力而产生的； D. 当容器自由下落时，气体的压强将减小。 2. （多选）关于热力学温标，下列说法中正确的是：( AD ) A. 热力学温标的0K 是-273 ℃ ，叫做绝对零度； B. 因为热力学温度的每一度的大小和摄氏温度是相同的，所以0 ℃也就是绝对零度； C. 绝对零度已经达到了，温度计可以测出绝对零度； D. 0K是低温的极限，是达不到的。 3.下列关于温度的一些叙述，不正确的是：( ) A. 温度是表示物体热量多少的物理量； B. 温度从宏观上表示物体的冷热程度； C. 温度从微观上恒量分子热运动的剧烈程度； D. 温度可以用摄氏温标表示，也可以用热力学温标表示 4.气体的状态参量是指、和。 5.水的沸点是100℃，用热力学温标表示为K。当水的温度从0℃升高到20℃时， 用热力学温标表示其升高的温度为K。 6.从分子动理论角度可知，当一定质量的气体，体积减小时，单位时间内撞击单位面积上 的分子数__________，从而导致单位面积上受到的作用力__________，气体压强_______（填增大、减小、不变）。 7.高压锅的锅盖通过几个牙齿与锅镶嵌旋转，锅盖与锅之间有橡皮密封圈，不会漏气。锅 盖中间有一个排气孔，上面套着类似砝码的限压阀，将排气孔堵上。加热高压锅，当锅内气体的压强增大到一定程度后，气体把限压阀顶起来，蒸汽即从排气孔中排出锅外。 已知某高压锅限压阀的质量是0.1kg，排气孔的直径是0.3cm，则锅内气体的压强最大可达到________________pa。（P =1.0×105Pa） 8.如图所示，汽缸质量为M＝3kg，放在地面上，活塞质量为m＝1 kg，活塞截面积为S＝50cm2，大气压强为p0＝1×105Pa。细线跨 过光滑滑轮一端与活塞相连，另一端连接质量为m＝2kg的砝码， 则汽缸内压强为Pa。逐渐增加砝码质量， 直到汽缸离开地面，此时缸内气体压强又为Pa。 9.如图所示圆柱形气缸，气缸质量为100 kg，活塞质量为10 kg，横 截面积为0.1 m2，大气压强为1.0×105 Pa，求下列情况下缸内气体的 压强： （1）气缸开口向上竖直放在水平地面上，气体的压强P1 （2）拉住活塞将气缸提起并静止在空中，气体的压强P2 （3）将气缸竖直倒挂，气体的压强P3 气体的状态和状态参量 主讲:陈 智 教学目标： 1. 知识目标: 1. 知道描述气体状态的参量. 2. 理解气体状态参量的确定方法. 2. 能力目标: 能确定由液柱或活塞封闭的气体在平衡态或加速状态下的压强. 重点和难点: 液柱或活塞封闭的气体在平衡态或加速状态下的压强的确定. 教学过程: 一.讲述引入气体的状态参量的必要性和必然性. 学生回顾描述 气体状态的物理量是哪几个? 1.类比力学中描述机械运动用s,v,a. 2.参量: 体积:V温度: T压强: P 二.学生边看书便回顾三个状态参量的规定、表示方法及单位. 1. 温度(T或t): (1)定义:宏观上表示物体的冷热程度,微观上标志物 体内分子平均动能的大小. (2)表示方法:a.摄氏温标t:单位℃,规定在1个标准大气压下, 水的冰点作为0℃,沸点作为100℃.b.热力学温标T:单位K,规 定-273℃为0K. 注意: a.由上述规定可知:T=t+273,但两种表示方法就每一度表示的冷热差别而言,两种温度是相同的,只是零值的起点不 同.即:△T=△t. b.绝对零度(0K)是低温的极限,目前的理论认为只能接 近不能达到. 2.体积V: 气体分子所能达到的空间,单位:1m3=103dm3(L)=106cm3(mL) 3.压强p:容器单位面积上受到的压力,他是由大量的气体分子 频繁地碰撞器壁产生的,决定于单位体积内的分子数和分子的 平均速率 (以雨天雨伞受雨滴的压力为例理解).单位:P a ;1 P a=1N/m2 ,1atm=1.01×105 P a=76cmHg. 三.气体压强的确定: 根据帕斯卡定律,气体能大小不变地向各个方向传递压强,而气体一般由液柱或活塞密封,故液柱或活塞一定受到了气体的 物理选修3-3第八章《气体》单元测试 一、单选题 1.关于理想气体的性质，下列说法中不正确的是() A.理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在 B.理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体 C.一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高 D.氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可当做理想气体 2.一定质量的理想气体经历了A→B→C的三个变化过程，其压强随摄氏温度变化的p﹣t图如图所示，A、B、C三个状态时气体的体积分别为V A、V B、V C，则通过图象可以判断它们的大小关系是() A.V A=V B＞V C B.V A=V B＜V C C.V A＜V B＜V C D.V A＞V B＞V C 3.对一定质量的气体，下列说法中正确的是() A.外界对气体做功，内能一定增大 B.气体从外界吸收热量后，内能一定增大 C.分子密集程度一定，温度越高，气体的压强越小 D.温度一定，分子密集程度越大，气体的压强越大 4.如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，管内外高度差为h1，右管有一段水 1 银柱，高度差为h2，中间封有一段空气.则不正确的是() A.若大气压升高，h1减小 B.若环境温度升高，h2增大 C.若把弯管向上移动少许，则管内气体体积不变 D.若把弯管向下移动少许，则管内气体压强增大 5.给路边绿化浇水的洒水车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体() A.体积变大 B.体积变小 C.内能增加 D.内能减小 6.如图为医院为病人输液的部分装置，图中A为输液瓶，B为滴壶，C为进气管，与大气相通.则在输液过程中(瓶A中尚有液体)，下列说法正确的是： ①瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大； ②瓶A中液面下降，但A中上方气体的压强不变； ③滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小； ④在瓶中药液输完以前，滴壶B中的气体压强保持不变. A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 7.一定质量理想气体的状态变化如图所示，则该气体() 第八章《气体》单元测试题2 1．一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，将气体的温度由－13 ℃升高到50 ℃，则保持不变的是( ) A．压强B．分子的平均速率 C．分子的平均动能D．气体的密度 2．关于气体分子的速率分布情况，下列说法中正确的是( ) A．在一定温度下，中等速率的分子所占的比例最大 B．在一定温度下、气体的多数分子的速率都在某个数值附近，表现出“中间多、两头少”的分布规律 C．当温度升高时、“中间多、两头少”的分布规律不再成立 D．当温度升高时，“中间多、两头少”的分布规律不变，但多数分子的速率增大3．在一个上下温度相同的水池中，一个小空气泡缓慢向上浮起时，下列对空气泡内气体分子的描述中正确的是( ) A．气体分子的平均速率不变 B．气体分子数密度增大 C．气体分子单位时间内撞击气泡与液体界面单位面积的分子数增多 D．气体分子无规则运动加剧 4．对于地面所受到的大气压强，甲说：“这个压强就是地面上每平方米面积的上方整个大气柱对地面的压力，它等于地面上方的这一大气柱的重力。”乙说：“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平方米地面的碰撞造成的。”下列判断正确的是( ) A．甲说得对B．乙说得对 C．甲、乙说得都对 D．甲、乙说得都不对 5．如图所示是一定质量的理想气体的三种升温过程，那么以下四种解释中，哪些是正确的( ) A．a→d的过程气体体积增大 B．b→d的过程气体体积不变 C．c→d的过程气体体积增大 D．a→d的过程气体体积减小 6．汽缸内封入一定质量的气体，若使其减小体积，降低温度，关于压强变化的判断，下列说法正确的是( ) A．一定增大B．一定减小 C．可能增大，也可能减小D．可能不变 7．在室内，将装有5 atm的6 L气体的容器的阀门打开后，从容器中逸出气体相当于(设室内大气压强p0＝1 atm)( ) A．5 atm,3 L B．1 atm,24 L C．5 atm,4.8 L D．1 atm,30 L 8．一定质量的某种理想气体的压强为p，热力学温度为T，单位体积内气体分子数为n，则( ) A．p增大，n一定增大 B．T减小，n一定增大 C．p/T增大时，n一定增大 D．p/T增大时，n一定减小 9．(6分)如图所示是某种一定量理想气体的pt图，图中A、B、C三点表示了这些气体的三个不同的状态，我们用V A、V B、V C表示在这三种状态下气体的体积，那么它们的大小顺序应是____ __。 10．(6分)如图所示，T形汽缸内有一T形活塞，将汽缸分为A、B两部分，且两部分中都封闭有气体，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动，其左端活塞面积为右端活塞面积的3倍，汽缸C孔与大气相通。当大气压强为1 atm、A中气体压强为 atm时，活塞保持静止不动，则此时B中气体压强为____ __。 11．单元自测(12分)有一组同学对温度计进行专题研究。他们通过查阅资料得知17世纪时伽利略曾设计过一个温度计，其结构为：一细玻璃管，一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连，另一端竖直插在水槽中，并使玻璃管内吸入一段水柱。根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度。为了研究“伽利略温度计”，同学们按照资料中的描述自制了如图所示的测温装置，图中A为一小塑料瓶，B为一吸管，通过软木塞与A连通，管的下端竖直插在大水槽中，使管内外水面有一高度差h。然后进行实验研究：气体的状态参量物理教案
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