人教版高中物理第二册气体的压强 体积 温度间的关系

绝热状态下气体体积压强和温度关系
在物理学中，绝热状态下气体体积压强和温度之间存在着密切
的关系。

绝热过程是指在过程中系统与外界没有热量交换的情况下
进行的，即热量不流入或流出系统。

在这种情况下，气体的体积、
压强和温度之间的关系可以用绝热过程的理想气体方程来描述。

理想气体方程可以表示为PV^γ = 常数，其中P为气体的压强，V为气体的体积，γ为绝热指数（对于单原子分子气体，γ=5/3；
对于双原子分子气体，γ=7/5）。

根据理想气体方程，当气体的体
积减小时，压强会增加；当气体的体积增大时，压强会减小。

这表
明在绝热状态下，气体的体积和压强是呈反比关系的。

此外，根据理想气体方程，绝热过程中气体的温度和体积也存
在一定的关系。

当气体的体积减小时，温度会增加；当气体的体积
增大时，温度会减小。

这表明在绝热状态下，气体的体积和温度之
间也是存在一定的关系的。

绝热状态下气体体积压强和温度之间的关系是一个重要的物理
学概念，在工程和科学领域都有着广泛的应用。

通过研究和理解这
一关系，人们可以更好地控制和利用气体的性质，从而推动各个领
域的发展和进步。

希望通过不断的研究和探索，我们可以更深入地
理解绝热状态下气体的性质，为人类的发展和进步做出更大的贡献。

绝热状态下气体体积压强和温度关系
绝热状态下气体体积压强和温度之间的关系是一个非常重要的物理定律，它被称为绝热气体方程。

绝热过程是指在没有热量交换的情况下，气体发生的压缩或膨胀过程。

在这种情况下，气体内部的能量转化为做功，从而导致温度和压强的变化。

根据绝热气体方程，当气体在绝热条件下发生压缩或膨胀时，体积、压强和温度之间的关系可以用以下公式表示：
P1V1^γ = P2V2^γ。

其中，P1和V1是气体的初始压强和体积，P2和V2是气体的最终压强和体积，γ是绝热指数，它取决于气体的性质。

在大多数情况下，绝热指数γ的取值范围在1.1到1.6之间。

根据这个公式，我们可以得出结论，当气体在绝热条件下发生压缩时，体积减小，压强增加，温度也会增加；当气体在绝热条件下发生膨胀时，体积增加，压强减小，温度也会减小。

这表明，在绝热条件下，气体的体积、压强和温度之间存在密切的关系。

绝热气体方程的发现和应用对于理解气体行为以及工程技术领域具有重要意义。

它为我们提供了一种方法来预测气体在绝热条件下的压缩和膨胀过程，为工程设计和实际应用提供了理论基础。

同时，它也促进了对气体热力学性质的深入研究，为我们认识自然界和改善生活条件提供了重要的帮助。

绝热状态下气体体积压强和温度之间的关系是一个复杂而又精彩的物理现象，它深刻地揭示了气体在绝热条件下的行为规律。

通过深入研究和理解这一关系，我们可以更好地利用气体的特性，为人类的生产生活带来更多的便利和效益。

第八章热学第二单元气体的体积、压强、温度间的关系高考要求：1、知道气体的体积、压强、温度间的关系；2、知道气体分子运动的特点；3、理解气体压强的微观意义。

知识要点：一、描述气体状态的物理量（状态参量）1、温度（T或t）：是描述气体热学特性的物理量。

1）意义：宏观上表示物体的冷热程度，微观上标志物体内分子热运动的激烈程度，是物体大量分子平均动能的标志。

2）数值表示法：①摄氏温标t：单位℃，在1个标准大气压下，水的冰点作为0℃，沸点作为100℃。

②热力学温标T：单位K，把－273℃作为0K，绝对零度（0K）是低温的极限，就每一度表示的冷热差别来说，两种温度是相同的，只是零值的起点不同，所以二者关系：T＝t＋273K，ΔT＝Δt③绝对零度（0K或－273℃）是低温极限，只能接近，不能达到。

2、体积（V）：是描述气体几何特性的物理量。

是气体分子所能达到的空间，即气体所充满容器的容积。

单位：m3、dm3（L）、cm3（mL），1m3＝103L＝106mL。

3、压强（P）：是描述气体力学特性的宏观参量。

气体作用在器壁单位面积上的压力，数值上等于单位时间内器壁单位面积上受到气体分子的总冲量。

1）产生原因：大量气体分子无规则运动碰撞器壁，形成对器壁各处均匀的持续的压力而产生。

2）决定因素：一定气体的压强大小，微观上决定于分子的运动速度和分子密度；宏观上决定于气体的温度T、体积V。

3）单位换算：1atm＝760mmHg＝76cmHg＝1.013×105Pa。

4）气体压强与大气压强的区别：①因密闭容器中的气体容密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生，大小由气体的密度和温度决定，与地球引力无关，气体对上下左右器壁的压强都是大小相等的。

②大气压却是由于空气受到重力作用紧紧包围地球，而对浸在它里面的物体产生的压强，如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压，地面大气压的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值。

气体压强、体积和温度的关系一、教学目标1．使学生明确理想气体的状态应由三个参量来决定，其中一个发生变化，至少还要有一个随之变化，所以控制变量的方法是物理学研究问题的重要方法之一．2．要求学生通过讨论、分析，总结出决定气体压强的因素，重点掌握压强的计算方法，使学生能够灵活运用力学知识来解决热学问题．二、教学重点、难点分析1．一定质量的某种理想气体的状态参量p、V、T确定后，气体的状态便确定了，在这里主要是气体压强的分析和计算是重点问题，在气体实验定律及运用气态方程的解题过程中，多数的难点问题也是压强的确定．所以要求学生结合本专题的例题和同步练习，分析总结出一般性的解题方法和思路，使学生明确：压强的分析和计算，其实质仍是力学问题，还是需要运用隔离法，进行受力分析，利用力学规律（如平衡）列方程求解．2．三个气体实验定律从实验思想、内容到解题的方法、步骤上均有很多相似之处，复习时不要全面铺开，没有重点．应以玻-马定律为重点内容，通过典型例题的分析，使学生学会抓共性，掌握一般的解题思路及方法，提高他们的科学素养．三、教学过程设计（一）气体的状态参量一定质量m的某种（摩尔质量M一定）理想气体可以用力学参量压强（p）、几何参量体积（V）和热学参量温度（T）来描述它所处的状态，当p、V、T一定时，气体的状态是确定的，当气体状态发生变化时，至少有两个参量要发生变化．1．压强（p）我们学过计算固体压强的公式p=F/S，计算液体由于自重产生的压强用p=ρgh，那么（1）对密闭在容器中的一定质量的气体的压强能否用上述公式计算呢？（2）密闭气体的压强是如何产生的呢？和什么因素有关？（3）密闭气体的压强如何计算呢？通过下面的几个例题来分析总结规律．学生活动回答问题：（1）不能．（2）是由于大量的气体分子频繁的碰撞器壁而形成的，和单位时间内、单位面积上的分子的碰撞次数有关，次数越多，产生的压强越大，而碰撞次数多，需单位体积内的分子数多，所以和单位体积内的分子数有关；还和碰撞的强弱有关，气体的温度越高，分子热运动越剧烈，对器壁的撞击越强．[例1]在一端封闭粗细均匀的竖直放置的U形管内，有密度为ρ的液体封闭着两段气柱A、B，大气压强为p0，各部分尺寸如图2-1-1所示，求A、B气体的压强．学生讨论例题1．让学生在黑板上列出不同的解法，典型解法如下：解法1：取液柱h1为研究对象．设管的横截面积为S，h1受到向下的重力ρgSh1，A气体向下的压力p A S，大气向上的压力p0S，因为h1静止，所以p A S+ρgSh1=p0Sp A=p0-ρgh1再取液柱h2为研究对象，由帕斯卡定律，h2上端受到A气体通过液体传递过来的向下的压力p A S，B气体向上的压力p B S，液柱自身重力ρgSh2，由于液柱静止，则p A S+ρgSh2=p B Sp B=p0-ρgh1+ρgh2解法2：求p B时，由连通器的知识可知，同种液体在同一水平面上的压强处处相等，取同一水平面CD，则p A=p B S-ρgh2p B=p0-ρgh1+ρgh2在教师的引导下同学们总结：（1）气体自重产生的压强很小，一般忽略不计；（2）对密闭气体，帕斯卡定律仍适用；（3）当整个系统处于静止或匀速运动中时，气体的压强可以用力的平衡的方法求解，也可以运用连通器的原理，找等压面的方法求解．[例2]如图2-1-2所示，一圆形气缸静置于水平地面上，气缸质量为M，活塞质量为m，活塞面积为S，大气压强是p0．现将活塞缓慢上提，求气缸刚离开地面时，气缸内气体的压强（不计摩擦）．此题涉及到活塞、气缸、密闭气体，以谁为研究对象呢？活塞缓慢移动的含义是什么？气缸刚离开地面是什么意思？对例题2学生讨论大致有两种观点：1．以活塞为研究对象，活塞受向上的外力F、自身的重力mg、大气向下的压力p0S、封闭气体向上的压力pS，因为活塞缓慢移动，所以可以认为活塞的每个态均为平衡态，则F+pS=mg+p0S（1）F、p均是未知数，还需另立方程．再以整体为研究对象，受向上的外力F、自身的重力（M+m）g、地面的支持力N．系统是否受大气的压力呢？讨论结果：受，但是因为整个系统上下左右均受到大气的作用，所以分析受力时可不考虑．系统静止，所以F+N=（M+m）g当气缸刚离开地面时，N=0，F=（M+m）g （2）将（2）代入（1）得p=p0-Mg/S2．以气缸为研究对象，气缸受自身向下的重力Mg、封闭气体向上的压力pS、地面的支持力N、大气对气缸底部向上的压力p0S．（学生对气缸上面是否受大气压力产生疑问．经过讨论学生认识到气缸上方和它作用的是封闭气体，大气是作用在活塞上的．）气缸静止，则Mg+pS=N+p0S当气缸刚离开地面时，N=0，得p=p0-Mg/S[例3]如图2-1-3所示，粗细均匀开口向上的直玻璃管内有一段长为h、密度为ρ的水银柱，封闭了一段气体，当整个装置处于向下加速（加速度为a）的电梯中时，气体的压强是多少？若电梯向上加速呢？通过上面的三个例题，请同学们归纳总结计算气体压强的一般思路和方法．学生解答例题3：以水银柱为研究对象，受重力ρgSh、大气向下的压力p0S、气体向上的压力pS，因为系统向下加速，由牛顿第二定律，ρgSh+p0S-pS=ρShap=p0+ρ（g-a）h讨论：若a=g，即系统做自由落体运动时（完全失重），p=p0同理，向下加速时，p=p0+ρ（g+a）h学生归纳一般解题思路：1．确定研究对象：活塞、气缸、液柱等．2．进行正确的受力分析．3．根据规律列方程，例如平衡条件、牛顿定律等．4．解方程并对结果进行必要的讨论．2．体积（V）：气体分子所能充满的空间，若被装入容器则气体的体积=容器的容积．3．温度（T）：温标：一般有摄氏温标和热力学温标，它们的关系是什么？T=t+273，-273℃=OK，△T=△t(二)气体压强、体积和温度的关系提问：研究气体的三个参量的主要的思想是什么？答：控制变量的方法．对一定质量的某种气体，其状态由p、V、T三个参量来决定，如果控制T不变，研究p-V间的关系；如果控制V不变，研究p-T间的关系；如果控制p不变，研究V-T间的关系．1．压强和体积的关系（1）内容：一定质量的某种气体，在温度不变时，体积越大，压强越小；体积越小，压强越大。

压强体积温度的关系公式
压强、体积和温度是物理学中研究的三个基本量，它们之间存在一定的关系。

这个关系是通过理想气体状态方程来描述的。

理想气体状态方程是一个数学公式，用来描述理想气体在不同条件下的状态，公式表达式如下：
PV = nRT
其中，P代表气体的压强，V代表气体的体积，T代表气体的温度，n代表气体的物质量，R代表理想气体常数。

这个公式表明，当一定量的气体在一定条件下，压强、体积和温度三个量之间存在一定的关系。

当气体的物质量和理想气体常数不变时，气体的压强、体积和温度之间遵循以下规律：
1. 压强与体积成反比：当气体的温度不变时，气体的压强与体积成反比，即当压强增加时，气体的体积会减小；当压强减小时，气体的体积会增大。

2. 体积与温度成正比：当气体的压强不变时，气体的体积与温度成正比，即当温度升高时，气体的体积会扩大；当温度降低时，气体的体积会缩小。

3. 压强与温度成正比：当气体的体积不变时，气体的压强与温度成正比，即当
温度升高时，气体的压强会增加；当温度降低时，气体的压强会减小。

这个公式在物理学中应用广泛，可以用来计算气体在不同条件下的各种物理参数，如压强、体积、温度和物质量等。