2020版物理粤教版3-3课件：第2章 第6节 气体状态参量

学案6 气体状态参量

[学习目标定位]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．

1．扩散现象和布朗运动反映了分子永不停息地做无规则的热运动．

2．温度是表示物体冷热程度的物理量，是物体分子热运动平均动能的标志．

3．物体单位面积上受到的压力叫压强．

一、气体的体积

气体分子所能达到的空间，也就是气体充满的容器的容积．

二、温度和温标

1．温度：物体内部分子热运动平均动能的标志．

2．温标：温度的数值表示法，一般有摄氏温标和热力学温标两种，国际单位制中用热力学温标表示温度．

3．热力学温度：用热力学温标表示的温度，单位：开尔文，符号：K.

4．热力学温度和摄氏温度的大小关系

T＝t＋273.15K，近似表示为T＝t＋273_K.

三、压强

1．定义：气体作用在器壁单位面积上的压力．

2．决定压强的因素

(1)宏观上跟气体的温度和体积有关．

(2)微观上跟气体分子的平均动能和分子的密集程度有关.

一、两种温标的关系 名称 比较项目 摄氏温标 热力学温标

零度的规定 一个标准大气压下冰水混合物的温度 －273.15°C

温度名称 摄氏温度 热力学温度

温度符号 t T

单位名称 摄氏度 开尔文 单位符号 °C K

关系 ①T＝t＋273.15K，粗略表示：T＝t＋273K

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就越多，气体压强就越大．

- 1 - 专题八（选修3-3） 分子动理论 气体及热力学定律

【核心要点突破】

知识链接

一、分子动理论

1. 微观物理量的估算问题：

mMNmNA分摩

VNVVNMNmVdVdAA分摩摩分分分ρρ固、液：球形气体：立方体1633

NnNnA·：摩尔数()

nmMVVmolmol

2.分子力与分子势能

（1）分子间存在着相互作用的分子力。

分子力有如下几个特点：分子间同时存在引力和斥力；分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，随分子距离的减小而增大，但斥力比引力变化更快。实际表现出来的是引力和斥力的合力。

（2）分子势能

（1）分子间由于存在相互作用而具有的，大小由分子间相对位置决定的能叫做分子势能。

（2）分子势能改变与分子力做功的关系：分子力做功，分子势能减少；克服分子力做功，分子势能增加；且分子力做多少功，分子势能就改变多少。分子势能与分子间距的关系（如右图示）：

- 2 -

二、热力学定律

1、 热力学第一定律ΔE=Q+W

2、热力学第二定律

表述：

（1）不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化（按热传导的方向性表述）。

（2）不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化（按机械能和内能转化过程的方向性表述）。或第二类永动机是不可能制成的。

3、热力学第三定律：热力学零度不可达到｛宇宙温度下限：－273.15摄氏度（热力学零度）｝

三、气体实验定律

1、等温过程：p1V1=p2V2=k（玻－马定律）

2、等容过程：221100tTpTp273ptpp（查理定律）

3、等压过程：（盖·吕萨克定律）

4、理想气体状态方程：pV/T=恒量或111TVp=222TVp

深化整合

- 3 - 【典例训练1】一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S.已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA.下列表达式正确的有（ ）

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专题八（选修3-3） 分子动理论 气体及热力学定律

【核心要点突破】

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一、分子动理论

1. 微观物理量的估算问题：

mMNmNA分摩

VNVVNMNmVdVdAA分摩摩分分分ρρ固、液：球形气体：立方体1633

NnNnA·：摩尔数()

nmMVVmolmol

2.分子力与分子势能

（1）分子间存在着相互作用的分子力。

分子力有如下几个特点：分子间同时存在引力和斥力；分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，随分子距离的减小而增大，但斥力比引力变化更快。实际表现出来的是引力和斥力的合力。

（2）分子势能

（1）分子间由于存在相互作用而具有的，大小由分子间相对位置决定的能叫做分子势能。

（2）分子势能改变与分子力做功的关系：分子力做功，分子势能减少；克 你的首选资源互助社区

服分子力做功，分子势能增加；且分子力做多少功，分子势能就改变多少。分子势能与分子间距的关系（如右图示）：

二、热力学定律

1、 热力学第一定律ΔE=Q+W

2、热力学第二定律

表述：

（1）不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化（按热传导的方向性表述）。

（2）不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化（按机械能和内能转化过程的方向性表述）。或第二类永动机是不可能制成的。

3、热力学第三定律：热力学零度不可达到｛宇宙温度下限：－273.15摄氏度（热力学零度）｝

三、气体实验定律

1、等温过程：p1V1=p2V2=k（玻－马定律）

2、等容过程：221100tTpTp273ptpp（查理定律）

3、等压过程：（盖·吕萨克定律）

4、理想气体状态方程：pV/T=恒量或111TVp=222TVp

气体的压强与体积的关系

一、 知识要点：

1．知道体积、温度和压强是描述气体状态的三个参量；知道气体的压强产生的原因；知道热力学温标，知道绝对零度的意义，知道热力学温标与摄氏温标间的关系及其两者间的换算．

气体的三个状态参量

（1）．温度：温度在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上是分子平均动能的标志。

热力学温度是国际单位制中的基本量之一，符号T，单位K（开尔文）；摄氏温度是导出单位，符号t，单位℃（摄氏度）。关系是t=T-T0，其中T0=273.15K。两种温度间的关系可以表示为：T = t+273.15K和ΔT =Δt，要注意两种单位制下每一度的间隔是相同的。

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：气体总是充满它所在的容器，所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的容积。

（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。

一般情况下不考虑气体本身的重量，所以同一容器内气体的压强处处相等。但大气压在宏观上可以看成是大气受地球吸引而产生的重力而引起的。

压强的国际单位是帕，符号Pa，常用的单位还有标准大气压（atm）和毫米汞柱(mmHg)。它们间的关系是：1 atm=1.013×105Pa=760 mmHg； 1 mmHg=133.3Pa。

2.会计算液体产生的压强以及活塞对封闭气体产生的压强．

例如：（1）液体产生的压强的几种图形

（2）活塞对封闭气体产生的压强的几种图形

气缸内气体的压强（大气压P0活塞重量为G，砝码重量G1，汽缸重量G2）

P1=P0+G／S P2=P0+(G+G1)／S P3= P0+(G-F )／S

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