气体的状态参量(一)

13.1 气体的状态参量教学目的：1、理解什么是气体的状态及描述气体状态的参量（温度、体积、压强）的意义。

2、知道温度的物理意义，知道热力学温标及其单位。

知道热力学温度与摄氏温度的关系，会进行热力学温度跟摄氏温度之间的换算。

3、知道气体的体积及其单位。

4、知道气体的压强是怎样产生的，知道它的单位，会计算气体的压强，知道压强的不同单位，必要时会进行换算。

引入在力学中我们用质点所在的位置和在该位置的速度这两个物理量来确定质点的运动状态。

在热学里，我们研究的是组成物质的大量分子的集体状态。

对一定质量的气体来说，这种集体状态用气体的体积V，压强P及温度T三个物理量来描述。

这三个量称气体的状态参量。

我们研究物理问题，要用一些物理量来描述研究对象，问题不同，所用物理量也不同。

如：研究质点运动规律时，常用到位移、速度、加速度来描述其运动状态，现在研究气体的热学性质，用什么物理量来描述呢？这就是我们这节课学习的内容。

一、气体的状态参量1．气体的状态：气体的各种性质的总和称为气体的状态，对于气体，它有各种性质，如几何性质、力学性质、热学性质等．这些性质的总和决定了气体所处的状态．2．气体的状态参量：描述气体性质的物理量叫做气体的状态参量．气体的热学性质用温度来描述，几何性质用体积来描述，力学性质用压强来描述．气体的温度、体积、压强是描述气体性质的三个状态参量．二、温度（描述气体的热学性质）1、对温度物理意义的认识宏观：温度是表示物体冷热程度的物理量。

微观：从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。

温度越高，物体分子的热运动越剧烈，分子热运动的平均动能越大。

2、温标：温标即温度的数值表示法。

我们在初中学习过热力学温度和摄氏温度。

在国际单位制中，用热力学温标表示的温度叫做热力学温度。

它是国际单位制中七个基本量之一。

用符号“T”表示，单位是“开尔文”，简称“开”符号是“K”。

①摄氏温标：（它是把1个大气压下水的冰点定为零度，沸点定为100度，中间分为100等分，每一等分为1度）用符号t表示，单位为摄氏度，国际符号是o C。

描述气体状态的状态参量描述气体状态的状态参量是指用于描述气体状态的物理量,通常用于气体的密度、压力、温度和体积等。

以下是描述气体状态的状态参量的正文:1. 密度(Density):密度是描述气体质量随体积变化率的物理量。

对于标准状态下(温度为0摄氏度、压力为1大气压)的气体,密度通常用g/cm3表示。

密度可以用来计算气体的体积和质量,从而确定气体的物理性质。

2. 压力(压力):压力是描述气体受到的外部作用力的物理量。

气体的压力通常用牛顿/米2(N/m2)表示。

压力可以用来测量气体的压力,并用于气体的压缩和膨胀实验。

3. 温度(Temperature):温度是描述气体分子平均动能的物理量。

温度通常用开尔文(K)表示。

温度可以用来计算气体的物理性质,如气体的密度、压力、体积等。

4. 体积(Volume):体积是描述气体体积的物理量。

气体的体积通常用cm3或m3表示。

体积可以用来计算气体的物质量,从而确定气体的物理性质。

5. 氨气(NH3):氨气是一种无色、有刺激性气味的气体。

氨气的密度约为0.79g/cm3,压力约为1.45MPa。

氨气的温度和体积变化率都比氧气和小,因此氨气可以被用作低温、高压实验气体。

除了以上几种常用的状态参量外,还有很多其他的状态参量,如氢气(H2)、氦气(He)、氩气(Ar)、二氧化碳(CO2)等。

不同的气体有不同的状态参量,因此需要根据实际情况选择适合的气体状态参量。

气体状态参量的应用范围非常广泛,不仅可以用于气体的物理性质测量,还可以用于气体的控制和合成。

掌握气体状态参量的使用方法,对于科学研究和工业生产都具有重要意义。

描述气体状态的状态参量气体状态的状态参量一般包括压强、温度和体积。

这三个参量描述了气体的物理特性，对于研究和理解气体行为非常重要。

接下来，我们将分别介绍这三个状态参量，并探讨它们对气体状态的影响。

压强是气体状态的一个重要参量。

压强描述了气体分子对容器壁的碰撞力度。

当气体分子的碰撞频率和力度增加时，气体的压强也会相应增加。

压强的单位是帕斯卡（Pa），常用的还有标准大气压（atm）和毫米汞柱（mmHg）。

根据理想气体状态方程，压强与气体分子的个数、温度和体积有关。

当其他条件不变时，压强与气体分子的个数成正比，与温度和体积成反比。

温度是气体状态的另一个重要参量。

温度描述了气体分子的平均动能。

当气体分子的平均动能增加时，气体的温度也会相应增加。

温度的单位包括摄氏度（℃）和开尔文（K）。

根据理想气体状态方程，温度与气体分子的平均动能成正比，与压强和体积成正比。

温度的改变会导致气体分子运动状态的变化，进而影响气体的性质和行为。

体积是气体状态的第三个重要参量。

体积描述了气体所占据的空间大小。

当气体的体积增加时，气体分子间的碰撞频率和力度减小，从而导致压强的降低。

体积的单位包括立方米（m³）和升（L）。

根据理想气体状态方程，体积与温度和压强成正比，与气体分子的个数成正比。

体积的变化会影响气体分子间的相互作用，从而影响气体的性质和行为。

压强、温度和体积是描述气体状态的重要参量。

它们相互关联，共同决定了气体的性质和行为。

在研究气体时，我们需要控制和改变这些参量，以便更好地理解气体的特性和行为规律。

通过深入研究气体状态的状态参量，我们可以更好地应用气体知识于实际生活中，例如在工业生产、环境保护和能源利用等方面。

希望通过本文的介绍，读者对气体状态的状态参量有了更深入的了解。

气体的状态参量教学目的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．能力要求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．教具：压强计教学过程：（一）引入新课教师讲解：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（℃）．②热力学温标：规定－273.15℃为零开，每1开等于1℃，通常用T表示，单位为开尔文（K）．③两种温标的关系：强调：一般题目所给的温度都为摄氏温度，但计算时一般用热力学温度，最后结果应转化为摄氏温度．2、体积（V）气体的体积就是指气体分子所充满的容器间体积，即为容器的容积．强调：这个容积不是分子本身的体积之和，气体分子间有很大的间隙，容积变化，气体的体积也随之变化．气体的单位有：等，它们间的换算关系为：强调：若气体封闭在粗细均匀的容器中，体积通常可用其长度来表示，但切勿误认为长度单位就是体积的单位．3、压强（p）气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强，它是由大量气体分子在热运动中频繁地碰撞器壁而产生的，它的大小决定于气体的密度和气体分子的平均动能．压强的单位有：Pa、atm、cmHg、mmHg等，它们间的换算关系为：演示实验：观察压强计，理解其原理，并用压强计测气体的压强．强调：①气体对容器的压强和器壁给予气体的压强是相等的，因此在很多情况下，只要直接计算外界加于气体的压强，就可以知道气体本身的压强．②在开口的容器中，不管气体温度如何变化，气体的压强总是等于该地的大气压强．③在确定液体内部的气体的压强时，必须计算液面上的大气压强．或④凡遇到压强相加或相减时，应注意统一单位．（三）例题讲解1、首先对书中例题进行分析：针对水银柱的不同运动情况让学生分组讨论分析．2、参考“典型例题”，例题1扩展：为了更好的研究不同运动情况下封闭气体的压强，可以通过研究气缸与活塞的运动，假定气缸有竖直向上或竖直向下或水平向左或水平向右的加速a情况下，计算封闭活塞中的气体的压强，最后总结出各种情况下计算压强的方法．4、状态及状态变化——对应关系（1）状态：对一定质量的气体来说，如果温度、体积和压强都不变，我们就说气体处于一定的状态中．（2）状态变化：如果气体的状态参量发生变化，我们就说气体的状态发生了变化．强调：一定质量的气体发生状态变化时，至少有两个状态参量发生变化，不可能只有一个状态参量变，而其他两个状态参量不变，这一章的后面就是研究气体在发生状态变化时，状态参量之间的关系．（四）总结、扩展1、描述一定质量的气体的状态参量有温度、体积和压强，气体处于一定的状态，对应一定的状态参量，即状态及状态参量是—一对应的，气体发生状态变化时，其状态参量也随之发生变化，状态参量的变化存在一定的规律——气体状态方程．2、各种情况下气体压强的计算，可以用以前学过的规律（平衡条件、牛顿第二定律）用力学观点求解．3、气体状态参量可作为物理论学综合题的结合点．（五）布置作业：解决课后练习。