高中物理知识全解3.2气体
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一、选择题1.下列说法不正确的是()A.在毛细现象中,毛细管中的液面有的升高,有的降低这与液体的种类和毛细管的材质有关B.脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润,以便吸取药液C.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面化的蜂蜡呈椭圆形说明蜂蜡是晶体D.在空间站完全失重的环境下水滴能收缩成标准的球形是由于液体表面张力的作用2.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C,其P-T图象如图所示。
下列说法正确的是()A.A→B的过程,气体的内能减小B.A→B的过程,气体的体积减小C.B→C的过程,气体的体积不变D.B→C的过程,气体的内能不变3.一定质量的理想气体经历下列哪些过程,其压强有可能回到初始压强的是()A.先等温压缩,后等容升温B.先等容降温,后等温膨胀C.先等容升温,后等温膨胀D.先等容升温,后等温压缩4.温度为27℃的一定质量的气体保持压强不变,把体积减为原来的一半时,其温度变为()A.127K B.150K C.13.5℃D.23.5℃5.关于热现象和热学规律,下列说法中错误的是()A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数,就可以算出气体分子的体积B.布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动C.一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程,气体对外界做功,气体分子的平均动能减少D.水可以浸润玻璃,但是不能浸润蜂蜡和石蜡,这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系6.如图所示,一导热良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体(不计活塞厚度及与缸壁之间的摩擦),用一弹簧连接活塞,将整个汽缸悬挂在天花板上。
弹簧长度为L,活塞距地面的高度为h,汽缸底部距地面的高度为H,活塞内气体压强为p,体积为V,下列说法正确的是()A.当外界温度升高(大气压不变)时,L变大、H减小、p变大、V变大B.当外界温度升高(大气压不变)时,h减小、H变大、p变大、V减小C.当外界大气压变小(温度不变)时,h不变、H减小、p减小、V变大D.当外界大气压变小(温度不变)时,L不变、H变大、p减小、V不变7.下列说法正确的是()A.温度相同的氢气和氧气,氢气分子和氧气分子的平均动能不相同B.液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离不大于液体内部分子间的距离C.晶体和非晶体可以相互转化D.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故8.如图所示,用一根竖直放置的弹簧连接一个气缸的活塞,使气缸悬空而静止。
高中物理气体知识点总结一、气体的性质1. 气体的无定形:气体没有固定的形状和体积,能够自由流动。
2. 气体的可压缩性:由于气体分子之间的间距较大,气体易受到外界压力的影响而发生压缩或膨胀。
3. 气体的弹性:气体分子之间存在相互作用力,当气体受到外力作用时,能够产生弹性形变。
二、气体的状态方程1. 理想气体状态方程:PV = nRT,其中P为气体的压强,V为气体的体积,n为气体的物质的量,R为气体常数,T为气体的绝对温度。
2. 理想气体状态方程的应用:可以用于计算气体的压强、体积、物质的量和温度之间的关系,也适用于气体的混合、稀释等情况。
三、气体的压强1. 气体的压强定义:单位面积上气体分子对容器壁的撞击力。
2. 压强的计算公式:P = F/A,其中P为压强,F为气体分子对容器壁的撞击力,A为单位面积。
3. 压强的单位:国际单位制中,压强的单位为帕斯卡(Pa)。
4. 大气压:大气对地面单位面积上的压强,标准大气压为101325Pa。
四、气体的温度1. 气体的温度定义:气体分子的平均动能的度量。
2. 温度的单位:国际单位制中,温度的单位为开尔文(K)。
3. 摄氏度和开尔文度的转换:T(K) = t(℃) + 273.15。
五、气体的分子速率与平均动能1. 气体分子速率的分布:气体分子的速率服从麦克斯韦速率分布定律,速率越高的分子数目越少。
2. 平均动能与温度的关系:气体的平均动能与温度成正比,温度越高,气体分子的平均动能越大。
六、理想气体的压强与温度的关系1. Gay-Lussac定律:在等体积条件下,理想气体的压强与温度成正比,P1/T1 = P2/T2。
2. Charles定律:在等压条件下,理想气体的体积与温度成正比,V1/T1 = V2/T2。
3. 综合气体状态方程和Gay-Lussac定律、Charles定律,可以得到压强、体积和温度之间的关系。
七、气体的扩散和扩散速率1. 气体的扩散:气体分子由高浓度区域向低浓度区域的自由运动过程。
高三物理气体的压强知识点气体压强是高中物理中的重要概念之一,它描述了气体对单位面积上的压力。
在学习物理的过程中,了解气体压强的概念和相关知识点对于解决与气体有关的问题至关重要。
本文将介绍高三物理气体的压强知识点,以帮助同学们更好地理解和掌握这一概念。
一、气体压强的定义气体压强是指单位面积上施加在物体上的气体力。
压强可以用下式表示:压强(P)=力(F)/面积(A)其中,压强的单位是帕斯卡(Pa),1Pa=1N/m²。
二、气体压强与分子速度的关系气体压强与气体分子的速度有着密切的关系。
根据理想气体模型,分子的速度与温度成正比,而气体压强正比于分子的速度的平方。
P ∝ v²其中P表示气体压强,v表示分子的速度。
这个关系描述了温度对气体压强的影响,当温度升高时,分子的速度增加,从而导致气体压强的增加。
三、气体压强与容积的关系气体压强与容积的关系可以通过查理定律来描述。
查理定律指出,在恒定温度下,气体的体积与其压强成反比。
P ∝ 1/V其中P表示气体压强,V表示气体的容积。
这个关系可以解释为气体分子与容器壁的碰撞次数随容积增大而减少,从而导致气体压强的降低。
四、气体压强与压强计压强计是测量气体压强的常用器件。
常见的压强计有水银压强计和扭簧压强计。
1. 水银压强计:水银压强计利用水银的密度大于空气的特性,通过测量水银柱的高度来间接测量气体的压强。
水银压强计常用于大气压强的测量。
2. 扭簧压强计:扭簧压强计是一种利用扭簧的变形来测量压强的器件。
当气体施加在扭簧上时,扭簧将发生形变,通过测量形变的角度或者力矩可以计算出气体的压强。
五、其他与气体压强相关的知识点1. 帕斯卡定律:帕斯卡定律是基于液体的力学性质,但同样适用于气体。
帕斯卡定律指出,在封闭的容器中,施加在液体或气体上的压力将均匀传递到容器的每一个部分,并且传递的压力大小与液体或气体的体积无关。
2. 球内气体的压强:在研究气体压强时,我们常常需要考虑球内气体的压强。
一、选择题1.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V-T图象.由图象可知()A.p A>p B B.p C<p BC.p A>p C D.p C>p B2.一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中,管中封闭一定质量的气体,管内水银面低于管外,在温度不变时,将玻璃管稍向下插入一些,下列说法正确的是()A.玻璃管内气体体积增大B.管内外水银面高度差减小C.若将玻璃管倾斜,保持管的上端高度不变,管内外水银面高度差h减小D.若将玻璃管倾斜,保持管内水银柱长度不变,管内外水银面高度差h减小3.如图所示的装置,气缸分上、下两部分,下部分的横截面积大于上部分的横截面积,大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连,两活塞可在气缸内一起上下移动.缸内封有一定质量的气体,活塞与缸壁无摩擦且不漏气,起初,在小活塞上的杯子里放有大量钢球,请问哪些情况下能使两活塞相对气缸向下移动()A.给气缸内气体缓慢加热B.取走几个钢球C.大气压变大D.让整个装置自由下落4.若已知大气压强为p0,图中各装置均处于静止状态,液体密度均为ρ,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.甲图中密闭气体的压强大小是p0+ρghB .乙图中密闭气体的压强大小是p 0+ρghC .丙图中密闭气体的压强大小是p 0-ρghD .丁图中密闭气体的压强大小是p 0+ρg h 15.下列说法正确的是( )A .在毛细现象中,毛细管中的液面有的升高,有的降低,这与液体的表面张力有关B .在完全失重的情况下气体对器壁不再产生压强C .把一枚针轻放在水面上,它会静止浮在水面,这是由于针的重力与表面张力平衡D .晶体的物理性质表现为各向异性,非晶体的物理性质表现为各向同性6.如图所示为一定质量理想气体的体积V 与温度T 的关系图象,它由状态A 经等温过程到状态B ,再经等容过程到状态C ,设A 、B 、C 状态对应的压强分别为p A 、p B 、p C ,则下列关系式中正确的是( )A .p A <pB ,p B <p CB .p A >p B ,p B =pC C .p A >p B ,p B <p CD .p A =p B ,p B >p C7.某一密闭气体,分别以两个不同的体积做等容变化,这两个等容过程对应的p t -图像如图中的①、②所示。
第2节气体的等容变化和等压变化1.查理定律:一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强p 与热力学温度T 成正比,即p T=C 。
2.盖-吕萨克定律:一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积V 与热力学温度T 成正比,即V T=C 。
3.玻意耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律的适用条件均为一定质量的某种气体。
一、气体的等容变化 1.等容变化一定质量的某种气体,在体积不变时,压强随温度的变化。
2.查理定律 (1)内容:一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强p 与热力学温度T 成正比。
(2)表达式:p T =C 或p 1T 1=p 2T 2。
(3)适用条件:①气体的质量不变;②气体的体积不变。
3.等容线一定质量的气体,在体积不变时,其p T 图像是一条过原点的直线,这条直线叫做等容线。
二、气体的等压变化 1.等压变化一定质量的某种气体,在压强不变时,体积随温度的变化。
2.盖-吕萨克定律 (1)内容:一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,体积V 与热力学温度T 成正比。
(2)表达式:V =CT 或V T =C 或V 1T 1=V 2T 2。
(3)适用条件:①气体的质量不变;②气体的压强不变。
3.等压线一定质量的气体,在压强不变时,其V T 图像是一条过原点的直线,这条直线叫做等压线。
1.自主思考——判一判(1)气体的温度升高,气体体积一定增大。
(×)(2)一定质量的气体,在压强不变时体积与温度成正比。
(×)(3)一定质量的某种气体,在压强不变时,其V T 图像是过原点的直线。
(√) (4)一定质量的气体在体积不变的情况下,气体的压强与摄氏温度成正比。
(×) (5)pV =C 、p T =C 、V T=C ,三个公式中的常数C 是同一个值。
(×) 2.合作探究——议一议(1)某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中,在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了,而手表没有受到任何撞击,你知道其中的原因吗?提示:手表表壳可以看成一个密闭容器,出厂时封闭着一定质量的气体,登山过程中气体发生等容变化,因为高山山顶附近的压强比山脚处小很多,内外压力差超过表盘玻璃的承受限度,便会发生爆裂。
第三章热力学定律课时3.2和3.3热力学第一定律和能量守恒定律1.理解热力学第一定律,能应用热力学第一定律分析和解决实际问题。
2.了解人类探索能量守恒的历史过程。
3.理解能量守恒定律,知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。
4.知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因。
一、热力学第一定律1.改变内能的两种方式做功与传热。
两者在改变系统内能方面是等价的。
2.热力学第一定律(1)内容:一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
(2)表达式:ΔU=Q+W。
注意:热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外界做功、向外界传热和内能减少的情况。
二、能量守恒定律及永动机不可能制成1.能量守恒定律(1)内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。
(2)意义:①各种形式的能可以相互转化。
②各种互不相关的物理现象可以用能量守恒定律联系在一起。
2.永动机不可能制成(1)永动机:不需要任何动力或燃料,却能不断地对外做功的机器。
(2)永动机不可能制成的原因:违背了能量守恒定律。
(3)意义:正是历史上设计永动机的失败,才使后人的思考走上了正确的道路。
基础过关练题组一热力学第一定律的理解和应用1.密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁,此过程中瓶内空气(不计分子势能) ( )A.内能增大,放出热量B.内能减小,吸收热量C.内能增大,对外界做功D.内能减小,外界对其做功2.(多选)下列过程可能发生的是 ( )A.物体吸收热量,同时对外做功,内能增加B.物体吸收热量,同时对外做功,内能减少C.外界对物体做功,同时物体吸热,内能减少D.外界对物体做功,同时物体放热,内能增加3.一定量的气体在某一过程中,外界对气体做了8×104J的功,气体的内能减少了×105J,则下列各式中正确的是 ( )A.W=8×104×105J,Q=4×104JB.W=8×104×105J,Q=-2×105JC.W=-8×104×105J,Q=2×105JD.W=-8×104×105J,Q=-4×104J题组二能量守恒定律的理解和应用4.(多选)下列设想符合能量守恒定律的是 ( )A.利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机器B.做成一条船利用河水的能量逆水航行C.通过太阳照射飞机使飞机起飞D.不用任何燃料使河水升温5.(多选)如图所示,汽缸放置在水平地面上,质量为m的活塞将汽缸分成甲、乙两气室,两气室中均充有气体,汽缸、活塞是绝热的且不漏气。
气体的等温变化【要点梳理】要点一、气体的状态参量用以描述气体宏观性质的物理量,叫状态参量,对于一定质量的某种气体来说,描述其宏观性质的物理量有温度、体积、压强三个.我们把温度、体积、压强三个物理量叫气体的状态参量. 1.体积(1)气体的体积就是指气体分子所能达到的空间. (2)单位:国际单位3m ,常用单位还有L m L 、. 331 L 10m3 1 dm ==-, 631 mL 10m3 1 cm ==-.要点诠释:气体分子可以自由移动,所以气体总要充满容器的整个空间,因此气体的体积就是容器的容积. 2.温度(1)温度是表示物体冷热程度的物理量.(2)温度的微观含义:温度是物体分子平均动能的标志,表示物体内部分子无规则运动的剧烈程度.(3)温度的两个单位:①摄氏温度:规定1标准大气压下,冰水混合物的温度为0℃,沸水的温度为100℃.表示符号为t .②热力学温度:规定273.15-℃为热力学温度的0K 。
热力学温度与摄氏温度单位等大.表示符号为T ,单位为开尔文,符号为K 。
热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一.0K 称为绝对零度,是低温的极限。
③热力学温度与摄氏温度的关系是:273.15 K T t =+,一般地表示为273K T t =+. 3.压强(3)微观解释①气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁频繁持续的碰撞产生的,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. ②气体压强的决定因素气体分子的平均动能与分子的密集程度.分子平均动能越大,分子碰撞器壁对器壁产生的作用力就越大,气体的压强就越大;在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,气体压强也就越大. ③理想气体压强公式 2/3p n ε=.式中/n N V =,是单位体积的分子数,表示分子分布的密集程度,ε是分子的平均动能. 【典型例题】类型一、气体的状态参量 例1(多选).甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体,已知甲、乙两容器中气体的压强分别为p p 甲乙、,且p p 甲乙<,则( ).A .甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度B .甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度C .甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能D .甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能【思路点拨】由理想气体状态方程判断AB 对错;由温度是分子平均动能的标志判断CD 对错。
高中物理气体的性质知识点归纳
高中物理气体的性质知识点归纳精选
1.气体的状态参量:
温度:宏观上,物体的冷热程度高一;微观上,物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志,
热力学温度与摄氏温度关系:T=t+273{T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)}
体积V:气体分子所能占据的空间,单位换算:1m3=103L=106mL
压强p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力,标准大气压:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
2.气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很大
3.理想气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=恒量,T为热力学温度(K)}
注:
(1)理想气体的内能与理想气体的.体积无关,与温度和物质的量有关;
(2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体,使用公式时要注意温度的单位,t为摄氏温度(℃),而T为热力学温度(K)。
高中物理气体固体和液体知识点一、气体。
1. 理想气体状态方程。
- 表达式:pV = nRT,其中p是压强,V是体积,n是物质的量,R是摩尔气体常量(R = 8.31J/(mol· K)),T是热力学温度。
- 适用条件:理想气体,即气体分子间没有相互作用力(除碰撞瞬间外),分子本身没有体积的气体。
实际气体在压强不太大、温度不太低的情况下可近似看作理想气体。
- 应用:- 已知其中三个量可求第四个量。
例如,一定质量的理想气体,压强p_1、体积V_1、温度T_1,变化后压强p_2、体积V_2,根据(p_1V_1)/(T_1)=(p_2V_2)/(T_2)(当n不变时)可求解相关量。
- 对于气体的等温、等压、等容变化的分析。
- 等温变化(玻意耳定律):p_1V_1 = p_2V_2(T不变,n不变)。
- 等压变化(盖 - 吕萨克定律):(V_1)/(T_1)=(V_2)/(T_2)(p不变,n 不变)。
- 等容变化(查理定律):(p_1)/(T_1)=(p_2)/(T_2)(V不变,n不变)。
2. 压强的微观解释。
- 气体压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。
压强的大小与分子的平均动能和分子的密集程度有关。
- 从微观角度看,温度T是分子平均动能的标志,温度越高,分子平均动能越大;体积V减小时,分子的密集程度增大。
3. 气体实验定律的图象。
- 对于等温变化p - V图象是双曲线,p-(1)/(V)图象是过原点的直线。
- 等容变化p - T图象是过原点的直线(压强p与热力学温度T成正比)。
- 等压变化V - T图象是过原点的直线(体积V与热力学温度T成正比)。
二、固体。
1. 晶体和非晶体。
- 晶体。
- 有规则的几何外形,如食盐晶体是立方体,冰晶体呈六角形等。
- 具有各向异性,即在不同方向上物理性质(如硬度、导热性、导电性等)不同。
例如,石墨沿层方向的导电性比垂直层方向的导电性好。
- 有固定的熔点,例如冰在0^∘C时熔化,在熔化过程中温度保持不变。
高中物理知识全解 3.2 气体一:理想气体状态方程理想气体:在任何温度,任何压强下都遵从气体实验定律的气体,叫做理想气体;从微观角度来看是指:分子本身的体积和分子间的作用力都可以忽略不计的气体,称为是理想气体。
(高中阶段除水蒸气外,其它气体一般都视为理想气体) 注意:气体分子能充满整个容器。
①玻意耳定律玻意耳定律:一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强P 与体积V 成反比。
1122P V P V ∴=由理想气体状态方程可知:12T T T==,则:1122P V P V TnR ==【例题】如下图所示为一气压式保温瓶,瓶内密封空气体积为V ,瓶内水面与出水口的高度差为h ,设水的密度为ρ,大气压强为P0,欲使水从出水口流出,瓶内空气压缩量∆V 至少应为多少?【例题】用DIS 研究一定质量气体在温度不变时,压强与体积关系的实验装置如下图一所示,实验步骤如下:(1)把注射器活塞移至注射器中间位置,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接;(2)移动活塞,记录注射器的刻度值V ,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p ; (3)用V -1/p 图象处理实验数据,得出如上图二所示图线.I 、为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是_____________;II 、为了保持封闭气体的温度不变,实验中采取的主要措施是______________和________________;III 、如果实验操作规范正确,但如图所示的V -1/p 图线不过原点,则V0代表_______________.②查理定律查理定律:一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强P 与热力学温度T 成正比。
1212P P T T ∴=由理想气体状态方程可知:12V V V ==,则:1212P P T T V nR ==【例题】如果在一固定容器内,理想气体分子速率都提高为原来的二倍,那么 ( )A 、温度和压强都升高为原来的二倍。
B 、温度升高为原来的二倍,压强升高为原来的四倍。
C 、温度升高为原来的四倍,压强升高为原来的二倍。
D 、温度与压强都升高为原来的四倍。
答案:D【例题】高空实验火箭起飞前,仪器舱内气体的压强为P0,温度t0=270C ,在火箭竖直向上加速飞行的过程中,加速度的大小等于重力加速度g ,仪器舱内水银气压计的示数为P=0.6P0,已知仪器舱是密封的,那么,这段过程中舱内温度是多少?理定律得001.2(27327)P P KT =+,解得:360T K = ③盖—吕萨克定律盖—吕萨克定律:一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积V 与热力学温度T 成正比。
1212V V T T ∴=由理想气体状态方程可知:12P P P ==,则:1212V V T T P nR ==【例题】如下图所示, 气缸内封闭着一定质量的气体A ,其温度为27℃。
重物B 和活塞的总质量为M ,不计活塞与气缸壁的摩擦,试求当气体的温度由27℃升高到127℃时,气体的体积将由原来的体积V0变为多大?④理想气体状态方程112212P V P V T T nR ==(理想气体状态方程也叫克拉伯龙方程)式中n 为物质的量,8.31mol R J K =⋅()注意:运用理想气体状态方程解题时,式中的温度T 要用热力学温度。
【例题】如图所示为一定量的理想气体的p —V 图,由图可得出结论( ) A 、B A T T < B 、B A T T > C 、B A T T = D 、ABC 是等温过程答案:A 【例题】在如下气缸中封闭着一定质量的常温理想气体,一重物用细绳经滑轮与缸中光滑的活塞相连接,重物和活塞均处于平衡状态.如果将缸内气体的摄氏温度降低一半,则缸内气体的体积( )A .仍不变B .为原来的一半C .小于原来的一半D .大于原来的一半【例题】如下图均匀薄壁U 形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的截面积为S ,内装有密度为ρ的液体。
右管内有一质量为m 的活塞搁在固定卡口上,卡口与左管上端等高,活塞与管壁间无摩擦且不漏气。
温度为T0时,左、右管内液面等高,两管内空气柱长度均为L ,压强均为大气压强P0,重力加速度为g 。
现使左右两管温度同时缓慢升高,在活塞离开卡口上升前,左右两管液面保持不动,试求:(1)右管活塞刚离开卡口上升时,右管封闭气体的压强P1 (2)温度升高到T1为多少时,右管活塞开始离开卡口上升 (3)温度升高到T2为多少时,两管液面高度差为L注意:理想气体状态方程(即克拉伯龙方程)是描述一定量的理想气体初状态与末状态的压强、体积、温度间关系的状态方程。
它建立在波义耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律基础之上。
初状态到末状态的过程可以是等温过程、等容过程、等压过程,还可以是多个过程的组合形式,一定要理清楚细节过程而后求解。
(极易失分)【例题】如下图所示,有一长为L 右端开口的圆柱形气缸,一个质量不计的薄活塞封闭一定质量的理想气体,开始时活塞处在离左端L 32处,气体温度为270C ,现对气体加热。
(已知外界大气压恒为P 。
,绝对零度为-2730C ,活塞阻力不计) 求:(1)活塞刚好到达最右端时,气缸内气体的温度。
(2)当加热到4270C 时,气体的压强。
【例题】如下图所示,体积为V 、内壁光滑的圆柱形导气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞;气缸内密封有温度为2.4T 、压强1.2P 的理想气体,P 与T 分别为大气的压强和温度。
已知:气体内能U 与温度T 的关系为=U T α, α为正的常量;容器内气体的所有变化过程都是缓慢的。
求:(1)气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1(2)在活塞下降过程中,气缸内气体放出的热量Q拓展:理想气体状态方程可以转化为相对应的数学函数,由数学函数的性质理解气体实验定律的图线并理解图线中斜率、面积等所表示的物理意义进而解决相关问题。
知体积越大时图线斜率越小,【例题】为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体.下列图象能正确表示该过程中空气的压强p 和体积V 关系的是 ( )【例题】如右图所示为一定质量的某种理想气体由状态A 经过状态C 变为状态B 的图象,下列说法正确的是 ( )A .该气体在状态A 时的内能等于在状态B 时的内能 B .该气体在状态A 时的内能等于在状态C 时的内能 C .该气体在状态A 至状态B 为吸热过程D .该气体由A 至C 对外界所做的功大于从C 至B 对外界所做的功【例题】一定质量的理想气体由状态A 变为状态C ,其有关数据如下图所示.若气体在状态A 的体积V A =2×10-3 m3.求气体在状态C 时的体积.【例题】一定质量理想气体的状态经历了如下图所示的ab 、bc 、cd 、da 四个过程,其中bc 的延长线通过原点,cd 垂直于ab 且与水平轴平行,da 与bc 平行,则气体体积在( )A .ab 过程中不断增加B .bc 过程中保持不变C .cd 过程中不断增加D .da 过程中保持不变解:根据PV nR T =得:nRP T V =,由P T -图象可知bc 过程是等容过程,B 对;该图象的斜率正比于1V ,所以b c a dV V V V =>>,A 对,C 、D 错。
答案AB【例题】一定质量的某种理想气体从状态A 开始按下图所示的箭头方向经过状态B 达到状态C.已知气体在A 状态时的体积为1.5 L ,求: (1)气体在状态C 时的体积;(2)从微观上解释从状态B 到状态C 气体压强变化的原因;(3)说明A→B 、B→C 两个变化过程是吸热还是放热,并比较热量大小.A→B 过程吸收的热量大于B→C 过程放出的热量。
二:气体热现象的微观解释 ①随机性与统计规律随机事件:若在一定条件下某事件可能出现,也可能不出现,则这个事件叫做随机事件。
拓展:在一定条件下,若某事件必然出现,则这个事件叫做必然事件;若在一定条件下,某事件不可能出现,则这个事件叫做不可能事件。
统计规律:大量随机事件整体表现出来的规律。
②气体分子运动的特点1、气体分子间的距离较大,气体分子可看做质点,但分子数密度仍然很大。
2、分子间的相互作用力十分微弱,可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受其它力作用,每个分子都可以在空间自由运动,一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。
(分子间的碰撞频繁,任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的,这就是杂乱无章的气体分子热运动)3、从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等,因此对大量气体分子而言,在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。
4、大量气体分子的速率是按一定规律分布的,呈“中间多,两头少”的分布规律,且这个分布状态与温度有关,温度升高时,气体分子的平均速率会增大。
③气体温度的微观意义理想气体的热力学温度T 与分子的平均动能成正比,即:k T aE =(a 为比例常数)∴温度是分子平均动能的标志。
④气体压强的微观意义1、气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。
2、从微观角度来看,气体压强的大小与两个因素有关:一是气体分子的平均动能,二是分子的密集程度。
前者由温度决定,后者由体积决定,所以,气体的压强与温度和体积有关。
推广1:压强FP S =注意:F 为垂直于S 的有效正压力(或理解为S 为垂直于F 的有效面积)。
液体产生的压强P g hρ=液(h 为液体沿竖直方向上的有效高度)1、单位:帕斯卡(Pa )2、1标准大气压= 51.0132510Pa ⨯ =76cm 水银柱所产生的压强=10.336m 水柱产生的压强 3、区分分子力与压力例:两铅块能压合在一起及钢绳不易拉断是因为分子之间存在引力;水难压缩,是因为分子之间有斥力;给车轮打气,车轮被打爆了,是因为气体分子频繁撞击轮胎产生的压强增大即压力增大的结果。
4、液体的沸点和液体表面的气压有关,气压越大,沸点越高。
例:高山上煮不熟饭是因为高山上气压低,水的沸点就低,故煮不熟饭。
5、液体,气体的流速越大,压强越小。
例:如下图所示,则:【例题】如下图所示,一开口气缸内盛有密度为ρ的某种液体;一长为L 的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液体中,平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为L/4.现用活塞将气缸封闭(图中未画出),使活塞缓慢向下运动,各部分气体的温度均保持不变.当小瓶的底部恰好与液面相平时,进入小瓶中的液柱长度为L/2,求此时气缸内气体的压强.大气压强为P0,重力加速度为g.推广2:浮力F g V ρ=排注意:浮力实质是从压强差角度推出的压力差,因此在求解有关问题时,一定要注意计算了浮力就不要再考虑压力差,计算了压力差就不要再考虑浮力,否则就是重复而错解。