高中物理全套讲义选修3-3 第3讲 气体压强的微观意义(中档版) 学生版讲义

气体压强的微观意义

一、气体压强的微观意义

1．决定气体压强的因素

气体压强由气体分子的数密度（即单位体积内气体分子的数目）和平均动能共同决定。2．气体压强的两种解释

⑴微观解释

如果气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多；如果气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁的碰撞（可视为弹性碰撞）冲力就大，从另一方面讲，气体分子的平均速率大，在单位时间里撞击器壁的次数就多，累计冲力就大。

⑵宏观解释

气体的体积增大，分子的数密度变小。在此情况下，如温度不变，气体压强减小；如温度降低，气体压强进一步减小；如温度升高，则气体压强可能不变，可能变化，由气体的体积变化和温度变化两个因素哪一个起主导地位来定。

典例精讲

【例2.1】（2019春?房山区期末）用豆粒做气体分子的模型，可以演示气体压强产生的机理。某同学进行两次实验，

一次使用100g黄豆，另一次使用300g黄豆，把豆粒均匀倒落在秤盘上，观察秤的指针摆动情况。下列对实验的分析中，错误的是（）

A．倒豆粒过程中要尽可能让豆粒碰撞过秤盘之后掉落下去，不留在秤盘上

B．两次实验如果从相同高度，在相同时间内全部倒完，可以模拟气体压强与分子密集程度的关系

C．两次实验如果从不同高度，以相同的流出速度倒下，可以模拟气体压强与分子平均动能的关系

D．这个实验说明气体压强是分子的无规则热运动造成的

【例2.2】（2019春?周口期中）对于一定质量的理想气体，下列叙述中正确的是（）A．如果温度降低，压强不变，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多

B．如果体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多

C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多

D．如果分子数密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多【例2.3】（2019春?沙市区校级期中）关于气体压强的微观解释，下列说法中正确的是（）A．气体的温度降低，所有气体分子热运动的动能都会减小

B．在完全失重状态下，气体对其密闭容器的压强为零

C．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总压力

D．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关

3．气体压强定量计算的基本原则

我们可以利用气体分子动理论的观点来计算压强的问题，在计算的过程中注意以下两个原则：⑵气体分子都以相同的平均速率撞击器壁

⑵气体分子沿各个方向运动的机会是均等的（即全部分子中有1

6的分子向着上、下、前、

后、左、右这六个方向运动）。

4.理想气体的状态方程

典例精讲

【例4.1】（2019春?朝阳区校级期末）若通过控制外界条件，使图甲装置中气体的状态发生变化。变化过程中气体的压强p随热力学温度T的变化如图乙所示，图中AB线段平行于T 轴，BC线段延长线通过坐标原点，CA线段平行于p轴。由图线可知（）

A．A→B过程中外界对气体做功

B．B→C过程中气体对外界做功

C．C→A过程中气体内能增大

D．A→B过程中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功

【例4.2】（2019春?银川校级期末）一定质量的理想气体的体积为V，在压强不变的条件下，温度由100℃升到200℃那么它的体积（）

A．增大为2V B．比原来增大100

273

V

C．比原来增大100

373V D．比原来增大100

473

V

【例4.3】（2019春?东莞市校级月考）如图所示，一端封闭的玻璃管，开口向下竖直插在水银槽里，管内封有长度分别为L1和L2的两段气体。当将管慢慢地向上提起时，管内气柱的

长度（）

A．L1变小，L2变大B．L1变大，L2变小

C．L1、L2都变小 D．L1、L2都变大

【例4.4】（2019春?东湖区校级月考）气缸中一定质量的理想气体，开始处于A状态，在体积不变时变到B状态，再在温度不变时变到C状态，最后在压强不变时回到A状态，各图中不能反映上述过程的是（）

A．

B．

C．

D．

【例4.5】（2019春?沙河口区校级期末）一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，AB、BC、CD、DA这四段过程在p﹣T图象中都是直线，其中CA的延长线通过坐标原点O，下列说法正确的是（）

A．A→B的过程中，气体对外界放热，内能不变

B．B→C的过程中，单位体积内的气体分子数减少

C．C→D过程与A→B过程相比较，两过程中气体与外界交换的热量相同D．D→A过程与B→C过程相比较，两过程中气体与外界交换的热量相同

气体压强的微观解释

分子热运动、布朗运动、扩散现象 1、做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是（ D ） A．分子无规则运动的情况 B．某个微粒做布朗运动的轨迹 C．某个微粒做布朗运动的速度——时间图线 D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 E．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映 2、布朗运动虽然与温度有关，但布朗运动不能称为热运动（对） 3、空中飞舞的尘埃的运动不是布朗运动 经验之谈：布朗运动凭肉眼观察不到，得在光学显微镜下观察 分子运动在光学显微镜下观察不到，得在电子显微镜下观察。 布郎运动不会停止，而尘埃的飞扬经过一段时间后，会落回地面 4、观察布朗运动时，下列说法正确的是（ AB ） A.温度越高，布朗运动越明显 B.大气压强的变化，对布朗运动没有影响 C.悬浮颗粒越大，布朗运动越明显 D.悬浮颗粒的布朗运动，就是构成悬浮颗粒的物质的分子热运动 5.由分子动理论及能的转化和守恒定律可知…（ D ） A.扩散现象说明分子间存在斥力 B.布朗运动是液体分子的运动，故分子在永不停息地做无规则运动 C.理想气体做等温变化时，因与外界存在热交换，故内能改变 D.温度高的物体的内能不一定大，但分子的平均动能一定大 6．下列关于热运动的说法,正确的是（ D ） A.热运动是物体受热后所做的运动 B.温度高的物体中的分子的无规则运动 C.单个分子的永不停息的无规则运动 D.大量分子的永不停息的无规则运动 物质的量

（1）m M v V N A ==即：分子质量摩尔质量＝分子体积摩尔体积阿佛加德罗常数＝ （2）分子的个数 = 摩尔数 ×阿伏加德罗常数 （3）摩尔质量摩尔体积＝密度 1．从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数（ C ） A.水的密度和水的摩尔质量 B.水的 摩尔质量和水分子的体积 C.水的摩尔质量和水分子的质量 D.水分子的体积 和水分子的质量 2.已知铜的摩尔质量为M （kg/mol ），铜的密度为ρ（kg/m 3），阿伏加德罗常数为 N A （mol - 1）.下列说法不正确的是（ B ） A.1 kg 铜所含的原子数为 M N A B.1 m 3铜所含的原子数为ρA MN 个铜原子的质量为A N M kg 个铜原子所占的体积为A N M ρ m 3 3. 利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数.如果已知体积为V 的一滴油 在 水面上散开形成的单分子油膜的面积为S ，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M ，则阿伏 加德罗常数的表达式为（ ）答案：33 6V MS πρ 4.已知铜的密度为×103 kg/m3,相对原子质量为64,通过估算可知铜中每个铜原子所占 的体积为（B ) ×10－6 m 3 ×10－29 m 3 ×10－26 m 3 ×10－24 m 5.某物质的摩尔质量为M ,密度为ρ,设阿伏加德罗常数为N A ,则每个分子的质量和单位 体积所含的分子数分别是(D ) A.M N A M N ρ?A B.A N M ρM N A C. M N A ρ?A N M D. A N M M N ρ?A 6 ．一热水瓶水的质量约为m=2.2 kg,它所包含的水分子数目为_________.(取两位有效数 字, 阿伏加德罗常数取×1023 mol -1) ×1025个) 7．某同学采用了油膜法来粗略测定分子的大小：将1 cm 3油酸溶于酒精，制成1 000 cm 3

物态变化的微观解释

物态变化的微观解释 一、基本的规则 1.所有的分子都在运动，所以具有动能 2.分子之间存在引力与斥力，所以当分子要摆脱其他分子的约束，克服引力做功，所以需要比较大的动能。 3.分子热运动的能力中势能部分使分子趋于团聚，动能部分使它们趋于飞散。大体来说平均动能胜过势能时，物体处于气态；势能胜于平均动能时，物体处于固态；当势能与平均动能势均力敌时，物质处于液态。 二、为什么沸腾在一定温度下发生 由于分子不停的运动，也就会与周边的分子相撞。在这随机碰撞的过程，有的分子得到比较大的能量，若这分子在液体内部，它也可以挣脱另的分子对它的约束。但在大多数情况下它们逃不出液体。因为它们和邻近的分子会碰撞，把能量传给邻近的分子，自身的能量会减少，自己又再次处于束缚态。但若是液体表面的分子就可以挣脱周边分子对它的束缚，离开液体，成为气态。这也就是为什么蒸发只发生在液体表面。因为能离开液体的分子的动能较大，所以当它离开后，液体的平均动能当然就减少了，所以液体的温度会下降。而在液体表面的分子也会在随机飞行中，有可能飞回到水的表面。这就是在一个封闭的系统，我们看到液体好像没有发生蒸发。其实每一时刻都有分子从液体表面飞出，也有分子飞入，是一个动态的平衡。 从上述的分析我们可以得知，温度越高，分子的平均动能就越大，摆脱束缚的可能性就越大。 随着温度的升高，有越来越多的分子力图挣脱，如果偶然有几个挣脱其邻居的分子彼此很靠近，它们就有可能在液体内部为自己找到一个安身之地：生成一个气泡。气泡内是饱和蒸气。如果泡内蒸气的压强小于外部压强，外部压强会压缩气泡，使之重新消失在液体中。当液体内部生成的气泡内的饱和蒸气压达到外部压强时，就开始沸腾。在沸腾过程中，越来越多的分子加入气泡，使气泡的体积猛然增大。密度比水小的气泡上升到水面破裂，在那里让内部积累起来的高能分子飞走。也就说液体内部的分子能否挣脱束缚离开液面，就取决于饱和蒸气压

高中物理-封闭气体压强的计算

难点突破： 用气体实验定律解题的思路 1基本解题思路 (1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定). (2)确定状态参量：找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式. ⑶认识变化过程：除题设条件已指明外，常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定. (4)列出相关方程. 圭寸闭气体压强的计算 1.系统处于平衡状态的气体压强的计算方法 (1)液体圭寸闭的气体压强的确定 ①平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分 析，利用它的受力平衡，求出气体的压强. ②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，由两侧压强相等建立方程求出 压强.液体内部深度为h处的总压强p= p o+ p gh 例如，图中 同一水平液面C、D处压强相等，则P A= p o + p gh (2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定：由于该固体 必定受到被封闭气体的压力，可通过对该固体进行受力分 析，由平衡条件建立方程来找出气体压强与其他各力的关系.

2?加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般选与气体接触的液柱或活塞、汽缸为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求出封闭气体的压强. 如图所示，当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱受力分析有：pS— p o S- m (g + a) mg= ma, S为玻璃管横截面积，得p= p o+ S . 3 ?分析压强时的注意点 (1)气体压强与大气压强不同，大气压强由于重力而产生，随高度增大而减小， 气体压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的，大小不随高度而变化；封闭气体对器壁的压强处处相等. (2)求解液体内部深度为h处的总压强时，不要忘记液面上方气体的压强. 囱口用气体实验定律解题的思路 1 ?基本解题思路 (1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气 体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定). (2)确定状态参量：找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式. (3)认识变化过程：除题设条件已指明外，常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定. (4)列出相关方程. 2.对两部分气体的状态变化问题总结 多个系统相互联系的定质量气体问题，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. □口变质量气体问题的分析方法 这类问题的关键是巧妙地选择研究对象，把变质量转化为定质量问题.常见变质量

气体的微观意义

气体的微观意义 【教学设计】 第八章第4节 一、教材分析 用微观解释宏观，离不开统计规律。本节教材有意识地渗透统计观点，提出什么是统计规律。教学时可以举出学生比较熟悉的生活中的事例，帮助学生理解统计规律的意义，并理解压强以及气体实验定律的微观解释。通过分析气体分子运动的特点，去学习压强的产生原因。 二、教学目标 知识与技能 能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。 过程与方法 通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想像能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。 情感态度价值观 通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学

生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。 三、教学重点、难点 1．用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节课的重点。 2．气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想像力。 四、学情分析 根据学生的情况教师可以先让学生课前完成“抛币实验”然后进行全班交流家与评价，让学生发表自己的看法，从中领略到自然与社会的奇妙与和谐，增加对科学的求知欲和好奇心。 五、教学方法 讨论、谈话、练习、多媒体辅助 六、课前准备 ．学生的学习准备：预习 ．教师的教学准备：多媒体制作，课前预习学案，准备实验器材。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

情景导入、展示目标。 设问：气体的状态变化规律？从微观方面如何解释？ 合作探究、精讲点拨 统计规律 气体分子运动的特点 设问：气体分子运动的特点有哪些？ 弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。 碰撞都可看成是完全弹性碰撞。气体通过这种碰撞可传递能量，其中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。 因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。 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，平均速率会增大。

(完整版)第三章第2节气体实验定律的图像表示及微观解释

二、气体实验定律的图像表示及微观解释 教学目标 1.会用图像描述气体实验定律，会在p－V，p－T和V－T三种图像中描绘三种等值变化过程。 2．经历“讨论交流”过程，探究图像中所隐含的物理意义。培养学生积极参与，乐于合作、沟通，勇于发表自己见解的精神。 3．能对气体实验定律做微观解释。 重点难点 重点：运用图像分析气体状态变化过程 难点：气体实验定律的微观解释 设计思想 上节课通过实验得出了气体实验定律，本节课利用数学工具――图像进一步研究气体实验定律，使得气体状态变化过程的研究更为直观，相关参量的变化特征一目了然，并通过相关习题的练习培养学生运用数学知识表达物理规律的能力。再引导学生运用分子动理论和统计方法对气体实验定律逐个进行解释，主要围绕压强的微观意义进行解释，帮助学生建立起宏观现象的微观图景，使学生对热学知识有系统的认识。 教学资源《气体实验定律的图像表示及微观解释》多媒体课件 教学设计 【课堂引入】 问题：气体实验定律除用十分简洁的公式表示，还可用什么数学工具更加直观地表示呢？ 【课堂学习】 学习活动一：气体实验定律的图象表示 问题1：气体实验定律的图像一般有三种：p－V图像、p－T图像、V－T图像，等温变化、等 容变化和等压变化分别在这三种图像中如何表示？ （先由学生根据数学知识作出反映玻意耳定律、查理定律和盖·吕萨克定律的图像） 观察思考：反映等容变化和等压变化的图线有什么特点？其下部为什么要用虚线表示？ 讨论交流1：一定质量的某种气体在T1、T2、T3三个温度下发生等温变化，相对应的三条等温线如图所示，则T1、T2、T3的大小关系如何？ 讨论交流2：一定质量的某种气体装在容积分别为V1、V2、V3的三个容器中，发生等容变化，相对应的三条等容线如图所示，则V1、V2、V3的大小关系如何？

高中物理气体压强

气体压强计算问题归类例析 一、液体封闭的静止容器中气体的压强 1. 知识要点 （1）液体在距液面深度为h 处产生的压强：P gh h =ρ（式中ρ表示液体的密度）。 （2）连通器原理：在连通器中，同种液体的同一水平面上的压强相等； 帕斯卡定律（Pascal law ） 加在被封闭液体上的压强大小不变地由液体向各个方向传递。 2. 典型 例1 如图1、2、3、4玻璃管中都灌有水银，分别求出四种情况下被封闭气体A 的压强P A （设大气压强P cmHg 076=）。 解析：在图1中，液体在C 点产生的压强为P cmHg 15=，故C 点的压强为P P P C A =+1。根据连通器原理可知，P C 与管外液面处的压强相等，等于大气压强即P P C =0。故P P P cmHg A =-=-=0176571()。

在图2中，左管中与封闭气体接触液面处的压强为P A 。由连通器原理，右管中与上述液面处在同一水平面的液面处的压强也等于P A 。而C 点到该面的液体产生的压强为P 2=10cmHg ，故C 点的压强P P P C A =+2。C 点的压强就是大气压强P 0，所以P P P A =-02=()761066-=cmHg 。 在图3中，液柱在C 点产生的压强P cmHg 3106053=?=sin ，故C 点的压强为P C =P A ＋P 3。而C 点的压强又等于大气压强P 0，故P P P cmHg A =-=-037653()。 在图4中，右管液体在C 点产生的压强P h cmHg 42=，故C 点的压强P P P C =+04。左管液体对同一水平面处液面的压强为P h c m H g 51=。由连通器原理可知，P P P P A +=+504，解得P P h h A =+-021。 二、活塞封闭的静止容器中气体的压强 1. 解题的基本思路 （1）对活塞（或气缸）进行受力分析，画出受力示意图； （2）列出活塞（或气缸）的平衡方程，求出未知量。 注意：不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。 2. 典例 例2 如图5所示，一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置，金属圆板A 的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M 。不计圆板与容器内壁之间的摩擦。若大气压强为P 0，则被圆板封闭在容器中的气体压强P 等于（ ） A. P Mg S 0+cos θ B. P Mg S 0cos cos θθ+ C. P Mg S 02+cos θ D. P Mg S 0+

高中物理：封闭气体压强的计算

专题:密闭气体压强得计算 一、平衡态下液体封闭气体压强得计算 1、理论依据 ①液体压强得计算公式ｐ= ρgｈ。 ②液面与外界大气相接触。则液面下h处得压强为ｐ= p0 + ρgh ③帕斯卡定律:加在密闭静止液体(或气体)上得压强能够大小不变地由液体(或气体)向各个方向传递 (注意:适用于密闭静止得液体或气体) ④连通器原理:在连通器中,同一种液体(中间液体不间断)得同一水平面上得压强就是相等得。 2、计算得方法步骤(液体密封气体) ①选取假想得一个液体薄片(其自重不计)为研究对象 ②分析液体两侧受力情况,建立力得平衡方程,消去横截面积,得到液片两面侧得压强平衡方程 ③解方程,求得气体压强 例1:试计算下述几种情况下各封闭气体得压强,已知大气压Ｐ0,水银得密度为ρ,管中水银柱得长度均为Ｌ。均处于静止状态 θθ 8 练１:计算图一中各种情况下,被封闭气体得压强。(标准大气压强ｐ０＝６cｍHg,图中液体为水银 图一 练2、如图二所示,在一端封闭得U形管内,三段水银柱将空气柱A、B、C封在管中,在竖直放置时,AB两气柱得下表面在同一水平面上,另两端得水银柱长度分别就是h1与h2,外界大气得压强为p0,则A、B、C三段气体得压强分别就是多少？ 、练3、如图三所示,粗细均匀得竖直倒置得Ｕ型管右端封闭,左端开口插入水银槽中,封闭着两段空气柱１与2。已知h1＝1５ｃm,h2=12cｍ,外界大气压强p0=76cmHg,求空气柱1与2得压强。 二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强得计算 1。解题得基本思路 (１)对活塞(或气缸)进行受力分析,画出受力示意图; (2)列出活塞(或气缸)得平衡方程,求出未知量、 注意:不要忘记气缸底部与活塞外面得大气压。 例2 如图四所示,一个横截面积为S得圆筒形容器竖直放置,金属圆板Ａ得上表面就是水平得,下表面就是倾斜得,下表面与水平面得夹角为θ,圆板得质量为M。不计圆板与容器内壁之间得摩擦。若大气压强为Ｐ０,则被圆板封闭在容器中得气体压强Ｐ等于( ) A. Ｂ。Ｃ。 Ｄ、 图四 练习4:三个长方体容器中被光滑得活塞封闭一定质量得气体。如图五所示,Ｍ为重物质量,F就是外力,p0为大气压,S为活塞面积,G为活塞重,则压强各为: 练习５、如图六所示,活塞质量为ｍ,缸套质量为Ｍ,通过弹簧吊在天花板上,气缸内封住了一定质量得空

高中物理热学 理想气体状态方程 试题及答案

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 ，QabQac D. Pb

气体实验定律的微观解释·教案

气体·气体实验定律的微观解释·教案 一、教学目标 1．在物理知识方面的要求： （1）能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。 （2）能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。 2．通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想像能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。 3．通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。 二、重点、难点分析 1．用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节课的重点，它是本节课的核心内容。 2．气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想像力。 三、教具 计算机控制的大屏幕显示仪；自制的显示气体压强微观解释的计算机软件。 四、主要教学过程 （一）引入新课 先设问：气体分子运动的特点有哪些？ 答案：特点是：（1）气体间的距离较大，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力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。（2）分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞。气体通过这种碰撞可传递能量，其中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，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，平均速率会增大。 今天我们就是要从气体分子运动的这些特点和规律来解释气体实验定律。 （二）教学过程设计

第2节气体实验定律的微观解释

《8.4气体热现象的微观意义》导学案 班级 _______________ 姓名________________ 小组_________________ 得分________________ 【学习目标】 1. 知道气体分子运动的特点 2.了解气体压强的微观意义 3.掌握气体实验定律的微观解释 【自主学习】 一、气体分子运动的特点 1. 运动的理想性：气体分子间的距离比较大，除相互碰撞或跟器壁碰撞外，不受力而做 _________ 动，可以在空间自由移动，所以气体没有一定的体积和形状。 2. 运动的无序性：分子的运动永不停息，杂乱无章，在某一时刻，向着运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目都________ 。 3. 运动的高速性：常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率；分 子速率分布图线呈的规律. 4. 气体分子的热运动与温度的关系 跟踪练习1：（多选）气体分子运动的特点是（） A. 分子除相互碰撞或跟容器碰撞外，可在空间里自由移动 B. 分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动 C. 分子沿各个方向运动的机会均等. D. 分子的速率分布毫无规律. 二、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_______________________________________________________________________ 而产生的。 2. 影响气体压强的两个因素： 微观：（1）气体分子的；（2）气体分子的 宏观：（1）气体的；（2）气体的_________ . 跟踪练习2 :对于密封在大型气罐内的氧气对器壁的压强，下列说法正确的是（） A. 由于分子向上运动的数目多，因此上部器壁的压强大.. B. 气体分子向水平方向运动的数目少，则侧壁的压强小. C. 由于氧气的重力会对下部器壁产生一个向下的压力，因此下部器壁的压强大. D. 气体分子向各个方向运动的可能性相同，撞击情况相同，器壁各处的压强相等. 三、对气体实验定律的微观解释 1. 玻意耳定律：一定质量的理想气体，温度保持不变时，分子的_________________ 是一定的，在这种情况下，体积减小时，分子的____________ 增大，气体的 ______ 就增大。 2. 查理定律：一定质量的理想气体，体积保持不变时，分子的保持不变，在这种情况下，温度升高 时，分子的平均动能—, 气体的压强就__________________ . 3. 盖吕萨克定律:一定质量的理想气体，温度升高时，分子的平均动能—,—只有气体的体积同 时_________ .,使分子的密集程度 ___________ ,才能保持压强 ______________ . 跟踪练习3 :（多选）一定质量的理想气体，在等温变化过程中，下列物理量中发生改变的有（） A. 分子的平均速率 B.单位体积内的分子数 C.气体的压强D?分子总数 【课堂练习】 4. 对于一定质量的气体，下列四个论述中正确的是（） A. 当分子热运动变剧烈时，压强必变大 B. 当分子热运动变剧烈时，压强可以不变 C. 当分子间的平均距离变大时，压强必变小 D. 当分子间的平均距离变大时，压强必变大 5. 下列关于气体的说法中，正确的是（） A、由于气体分子运动的无规则性，所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等 B、气体的温度升高时，所有的气体分子的速率都增大 C、一定量的气体，体积一定，气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大 D、气体的分子数越多，气体的压强就越大 6、（多选）对于一定质量的气体，如果保持气体的体积不变，温度升高，那么 下列说法中正确的是（ A. 气体的压强增大. B. 单位时间内气体分子对器壁碰撞的次数增多 C. 每个分子的速率都增大 D. 气体分子的密集程度增大 7. 如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行纵轴的直线变化到状态 A. 气体的温度不变 B. 气体的内能增加 C. 气体的分子平均速率减少 D. 气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变 8、有关气体的压强，下列说法正确的是（） 9、（多选）关于气体分子运动的特点，以下说法正确的有：（） A. 气体分子间的距离较大，除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子几乎不受力的作用而做匀速直线运动。 B. 分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目都相等。 C. 温度越高，分子热运动越剧烈。所以每个氧气分子在100 C时的运动速率都比0 C时的运动速率大。 D. 随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减少 10、（多选）对一定质量的理想气体，下列说法正确的是（） A. 体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大 B. 温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小 C. 压强不变，温度降低时，气体的密度一定减小 D. 温度升高，压强和体积都可能不变 11、（多 选）一定质量的理想气体，体积变大的同时，温度也升高了，那么下面判断正确的是（） A ?气体分子平均动能增大B.单位体积内分子数目增多 C.气体的压强一定保持不变 D.气体的压强可能变大 12、一 定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为（） A. 气体分子每次碰撞器壁的作用力增大 B，则它的状态变化过程是（ 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

(完整word版)高中物理选修3-3气体计算题

高中物理选修3-3 气体计算题 1．[2016·全国Ⅲ，33(2)，10分]一U 形玻璃管竖直 放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞．初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示．用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止．求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离．已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p 0＝75.0 cmHg.环境温度不变． 1．【解析】 设初始时，右管中空气柱的压强为p 1，长度为l 1；左管中空气柱的压强为p 2＝p 0，长度为l 2.活塞被下推h 后，右管中空气柱的压强p 1′，长度为l 1′；左管中空气柱的压强为p 2′，长度为l 2′.以cmHg 为压强单位．由题给条件得 p 1＝p 0＋(20.0－5.00) cmHg Ⅲ l 1′＝? ? ???20.0－ 20.0－5.002 cm ＝12.5 cm Ⅲ 由玻意耳定律得p 1l 1＝p 1′l 1′ Ⅲ 联立ⅢⅢⅢ式和题给条件得p 1′＝144 cmHg Ⅲ 依题意p 2′＝p 1′ Ⅲ l 2′＝4.00 cm ＋20.0－5.00 2 cm －h ＝(11.5－h ) cm Ⅲ 由玻意耳定律得p 2l 2＝p 2′l 2′ Ⅲ 联立ⅢⅢⅢⅢ式和题给条件得h ＝9.42 cm Ⅲ 【答案】 144 cmHg 9.42 cm 2．[2016·全国Ⅲ，33(2)，10分]一氧气瓶的容积为0.08 m 3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m 3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天． 2．【解析】 设氧气开始时的压强为p 1，体积为V 1，压强变为p 2(2个大气压)时，体积为V 2，根据玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2 Ⅲ

8年高考热学试题分类训练(4)：气体压强的微观解释

八年高考热学试题分类训练【2002－2009】 （4）气体压强的微观解释 17．（04江苏）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、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲

A．100℃ B．112℃C．122℃D．124℃ 21．（07天津）A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖直插人水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是 A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量 C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同 D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同 22．（07全国1卷）如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸之间无摩擦。a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温（270C）中达到的平衡状态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能，下列说法正确的是 A．与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多 B．与a态相比，b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大 C．在相同时间内，a、b两态的气体分子对活塞的冲量相等 D．从a态到b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体对外界释放了热量 23．（08全国1）已知地球半径约为6．4×106 m，空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压

高中物理选修3-3《气体》重点题型

选修3-3《气体》复习 一、气体压强的计算 （一）.液体封闭的静止容器中气体的压强 1. 知识要点 （1）液体在距液面深度为h 处产生的压强：P gh h =ρ（式中ρ表示液体的密度）。 （2）连通器原理：在连通器中，同种液体的同一水平面上的压强相等； 2. 典型 例1 如图1、2、3、4玻璃管中都灌有水银，分别求出四种情况下被封闭气体A 的压强P A （设 大气压强P cmHg 076=）。 练习:1如图所示，粗细均匀的竖直倒置的U 型管右端封闭，左端开口插入水银槽中，封闭着两段空气柱1和2。已知h 1=15cm ，h 2=12cm ，外界大气压强p 0=76cmHg ，求空气柱1和2的压强。 2. 有一段12cm 长汞柱，在均匀玻璃管中封住了一定质量的气体。如 图所示。若管中向上将玻璃管放置在一个倾角为30°的光滑斜面上。在下滑过程中被封闭气体的压强（设大气压强为P 0=76cmHg ）为（ ） A. 76cmHg B. 82cmHg C. 88cmHg D. 70cmHg （二）.活塞封闭的静止容器中气体的压强 1. 解题的基本思路 （1）对活塞（或气缸）进行受力分析，画出受力示意图； （2）列出活塞（或气缸）的平衡方程，求出未知量。 注意：不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。 2. 典例 例2 如图5所示，一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置，金属圆板A 的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M 。不计圆板与容器内壁之间的摩擦。若大气压强为P 0，则被圆板封闭在容器中的气体压强P 等于（ ） A . P Mg S 0+ cos θ B. P Mg S 0cos cos θθ+ C . P Mg S 02+ cos θ D. P Mg S 0+ 练习:3如图所示，活塞质量为m ，缸套质量为M ，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封住了一定质量的空气，而活塞与缸套间无摩擦,活塞面积为S ，则下列说法正确的是( ) (P 0为大气压强) A 、内外空气对缸套的总作用力方向向上，大小为Mg B 、内外空气对缸套的总作用力方向向下，大小为mg C 、气缸内空气压强为P 0-Mg/S D 、气缸内空气压强为P 0+mg/S 4. 如图7，气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成。活塞A 、B 被轻刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动。A 、B 的质量分别为m A =12kg ，m B =8.0kg ，横截面积分别为S A =4.0×10－2 m2， S B =2.0×10 －2 m 2。一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间。活塞外侧大气压强 P 0=1.0×105Pa 。 （1）气缸水平放置达到如图7所示的平衡状态，求气体的压强。 （2）现将气缸竖直放置，达到平衡后。求此时气体的压强。取重力加速度g=10m/s 2。

高中物理_气体热现象的微观意义教学设计学情分析教材分析课后反思

《气体热现象的微观意义》教学设计 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．知道气体分子运动的特点。 2．能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。 3．能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。 （二）过程与方法 通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想像能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。 （三）情感、态度与价值观 通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。 ★教学重点 气体分子运动的特点和气体压强的微观意义。 ★教学难点 气体压强的微观意义。 ★教学方法

讲授法、阅读法、电教法 ★教学用具： 课件；硬币若干。电子秤滚珠实验演示视频。 ★教学过程 （一）引入新课 教师：从一个笑话引入随机事件、统计规律的定义。播放伽尔顿实验的视频。 （二）进行新课 1．投掷硬币实验 教师：通过对分子动理论的学习，我们知道，由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子单独来看，运动是不规则的，带有偶然性的，但从总体上看，大量分子的运动遵守一定的规律，这种规律叫做统计规律。 将数据输入Excel表格进行分析。 教师：实验表明：个别事物的出现具有偶然的因素，但大量事物出现的机会，却遵从一定的统计规律。 教师：请大家列举生活中你所观察到的符合统计规律的现象。 列举实例。如考试时，得高分的人数和低分的人数占总人数的比例相对较少，接近平均分的人数相对较多。全班同学的身高分布，也有类似的规律。 2．气体分子运动的特点 展示分子运动的动画。

教师：气体分子运动的特点有哪些？ 师生总结：气体分子运动的特点是： （1）气体间的距离较大，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他力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。 （2）分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞。气体通过这种碰撞可传递能量，其中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，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，平均速率会增大。 E成正比，即 （5）理想气体的热力学温度T与分子的平均动能 k E T =a k 式中a是比例常数。此式说明，温度是分子平均动能的标志。 教师：知道了气体分子运动的这些特点和规律，我们就可以来解释气体压强的产生和气体实验定律了。 3．气体压强的微观意义 教师：从微观的角度看，气体的压强是大量气体分子频繁撞击器壁而产生的。 类比：雨滴打在伞面上使伞面受到冲击力，雨滴动能越大，雨滴越密集，产生的压力就越大。 【视频演示】雨滴撞击伞面 【实验演示】滚珠撞击电子秤实验 或观看滚珠撞击电子秤的视频演示，增强学生的感性认识。 得出结论：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。前者决定温度，后者决定体积。所以：气体压强与温度和体积有

高中物理选修3-3气体压强专项练习题

选修3-3 气体压强计算专项练习 一、计算题 1、一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p﹣V图象如图所示．已知该气体 在状态A时的温度为27℃．则： ①该气体在状态B和C时的温度分别为多少℃？ ②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？ 2、一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，T A＝300 K，气体从C→A的过程中做功为100 J，同时吸热250 J，已知气体的内能与温度成正比。求： （i）气体处于C状态时的温度T C； （i i）气体处于C状态时内能U C。 3、如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，内部封闭一定质量的理想气体，环境温度为27℃，现将一个质量 为m=2kg的活塞缓慢放置在气缸口，活塞与气缸紧密接触且不漏气．已知活塞的横截面积为S=4.0×10﹣4m2，大气压强为P0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，气缸高为h=0.3m，忽略活塞及气缸壁的厚度． （i）求活塞静止时气缸内封闭气体的体积． （ii）现在活塞上放置一个2kg的砝码，再让周围环境温度缓慢升高， 要使活塞再次回到气缸顶端，则环境温度应升高到多少摄氏度？

4、【2017·开封市高三第一次模拟】如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体， 活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S=100 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另 一物块B，A、B的质量均为m=62.5 kg，物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8.两物块间距为d=10 cm.开始时活塞距缸 底L1=10 cm，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1×105Pa，温度t1=27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热，(g=10 m/s2)求： ①物块A开始移动时，汽缸内的温度； ②物块B开始移动时，汽缸内的温度. 5、如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S=2×10﹣3m2质量为m=4kg厚度不计的活塞与 气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定 连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强P0=1.0×105Pa．现将气缸竖直放置，如图所示，取g=10m/s2 求：（1）活塞与气缸底部之间的距离； （2）加热到675K时封闭气体的压强． 6、一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S = 0.01m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k = 5×103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p0 = 1×105 Pa，平衡时两活塞之间的距离l0 = 0.6 m，现用力压A，使之缓慢向下移 动一段距离后，保持平衡。此时用于压A的力 F = 500 N。求活塞A下移的距离。

参考资料：如何理解大气压强的宏观意义和微观实质

如何理解大气压强的宏观意义和微观实质 在中学物理课本中对大气压强的定义是：地球对空气也有吸引作用，因此空气也受重力。所以象液体对浸在它里面的物体要产生压强一样，空气对浸在它里面的物体也要产生压强，这个压强就叫大气压。 根据气体动理论，气体的压强是由大量作无规则运动的分子跟器壁碰撞产生的。从本质上讲，大气压也是空气分子在不停地作无规则运动产生的，但它与空气重量有密切关系。下面我们就讨论这个问题。 地球周围的大气层里，空气分子的无规则运动将使它们均匀分布于所能达到的空间，而受到重力作用而将使空气分子聚集在地面上，在这两种作用达到平衡时，空气分子在大气层内的分布是非均匀的。在地面附近空气分子的密度大，大气层顶部分子密度小。根据玻尔兹曼分布律可以导出重力场中空气分子的数密度n 按高度分布规律： 10m gh kT n n e -= 式中m 1为分子质量、n 0为地面附近（h=0）的气体分子数密度、n 为距地面高度为h 处分子的数密度。 由止式和p nkT =，得： 100m gh Mgh kT RT p n kTe p e --== (1) 式中00p n kT =表示h=0处气体的压强。 111/A A m m m N M k R N R R ===，其中M 为气体的摩尔质量。 在大气中取一竖直气柱。为使讨论简单，假设气柱中各处温度相同，对（1）式微分： 0Mgh RT Mg pM dp p e dh gdh RT RT -=-=- 由m pV RT M =，得m pM V RT ρ==，代入上式，所以： dp gdh ρ=- 式中ρ表示空气的密度。设大气层的高为H ，大气层顶部的气体压强为零。则： 000 H p dp gdh ρ=-?? 00 H p gdh ρ=? 式中等号左边是地面（h=0）处大气压强P 0的值；右边是地面（h=0）处到大气层顶部的单位截面积上气柱的重量。上式表明，地面处的大气压强在数值上等于地面到大气层顶部的单位面积上气柱的重量。因此，大气层某高度处的大气压强在数值上也等于该处到大气层顶部的单位面积上气柱的重量。