气体的压强体积温度的关系

高二新课固体液体和气体

§12.9 气体的压强、体积、温度间的关系

要点：巩固气体压强的微观解释

知道气体压强、体积和温度之间的关系

能用气体参量来叙述生活实例中的变化

教学难点：气体压强、体积和温度三者之间的制约关系

考试要求：高考Ⅰ（气体的状态和状态参量，气体的体积、压强、温度之间的关系），会考

课堂设计：学生已涉及到了气体压强的微观解释，本节可进一步从撞击、作用力、频繁等因素将气体压强转到宏观的决定参量温度和体积上来，并使学生认识到参量之

间是有联系和制约的，也能从一些生活事例中用气体状态参量的眼光观察和解

释。为降低难度，分别将相互关系分立讨论，再通过小结得到实用的定论。为

应付一般习题中的参量定性讨论，可介绍（PV/T＝常量）式。

解决难点：在复习气体压强微观意义的基础上，将微观量转化为宏观的参量，继而结合学生的一些生活经验得出三参量之间的关系，并再在生活实例中应用检验，作为

定性了解可依据课本不再展开。

学生现状：用气体压强的微观意义来理解与温度和体积之间的关系有困难；

用微观意义来理解参量的变化尚不适应；

用微观意义定性知道生活实例不知所措。

培养能力：分析综合能力，理解推理能力

思想教育：唯物主义世界观

课堂教具：针筒，气球

一、引入

【问】气体压强是如何产生的？

分析：大量气体分子频繁的碰撞器壁而产生的

【问】影响气体压强大小的因素有哪些？

分析：温度、体积

那么气体的压强与气体的温度、体积之间有什么样的定量关系存在呢？这就是今天这堂课我们要解决的问题。

二、气体压强和体积的关系

学生阅读《气体压强和体积的关系》部分

我们研究的对象是什么？实验的先决条件是什么？得出了什么结论？

分析：我们研究的对象是密封在注射气内质量一定的气体；实验的先决条件是：气体的温度不变。实验结论：体积减小时，压强增大；体积增大时，压强减小。

【问】用气体分子热运动的理论即从微观方面解释这个实验结论。

分析：温度不变，分子的平均动能不变，质量一定，体积减小，单位体积内的分子数增多，即分子越密集，所以气体压强增大。

【问】如果压缩气体的同时，温度降低，还一定是“体积越小，压强越大”吗？

分析：温度降低，分子平均动能减小，所以压强不一定增大。

结论：一定质量的气体，温度不变，体积减小，压强增大。PV＝常量

三、气体体积和温度的关系

根据生活当中的热胀冷缩现象，气体体积和温度之间有一定的关系：温度升高，体积增大；温度降低，体积减小。V / T =常量

前提：气体的质量一定，气体的压强不变

四、气体压强和温度的关系

比如炎热夏天，打足了气的自行车在日光的照射下，有时候会胀破，这是轮胎中气体温度升高，压强增大造成的。

又如四冲程内燃机，就是利用气体温度急剧升高后压强增大，推动气缸内的活塞对外做功。

结论：温度升高，压强增大；温度降低，压强减小。P/ T=常量

前提条件：气体的质量一定，气体的体积保持不变

【问】请用气体分子热运动理论解释上述关系

分析：质量一定，体积一定，分子的密集程度一定；温度升高，分子运动变得剧烈，分子平均动能增大，对器壁撞击的平均作用力就越大，压强就越大。

小结：一定质量的气体

温度不变，体积减小，压强增大。体积增大，压强减小。

压强不变，温度升高，体积增大；温度降低，体积减小。

体积不变，温度升高，压强增大，温度降低，压强减小。

对一定质量的气体，压强、体积和温度三者的关系PV/T=常量 注：剩余时间讲气体压强在计算

五、气体压强的计算

其实在确定容器中气体的压强并不根据其温度和体积来计算，而是依据一些相关的外围条件来进行确定的

（1） 确定气缸内气体的压强

s G p p +

=01 s G G p p ++=102 s F G p p -+=03

04p p = s G p p -

=05 s

G F p p -+=06 s G p p 207-= (2)玻璃管内水银柱的压强

巩固练习：课本练习八

G

2

作业：课时作业《气体的压强、体积、温度间的关系》教学札记：

1、

2、

3、

气体的压强跟温度的关系

三、气体的压强跟温度的关系 在日常生活中，我们常会遇到这样一些情况：夏天给旧的自行车车胎打气，不宜打得很足，不然，在太阳下骑行，车胎容易爆裂；卡车在运输汽水等饮料时，由于太阳曝晒，一些质地较差的汽水瓶往往会爆裂。这些现象都表明气体压强的大小跟温度的高低有关。 我们可以用实验的方法来研究一定质量的气体，在体积不变时，它的压强跟温度的关系。 查理定律 通过实验探索，我们初步得出一定质量气体在体积不变时，它的压强随着温度的升高而增大的结论。从实验数据描绘出的p -t 图象，基本上是一条倾斜的直线（图2-7），但是这样还没有反映出压强和温度间确切的关系。 最早定量研究气体压强跟温度的关系的是法国物理学家查理（1746-1823）。我们为了精确测量一定质量气体在体积不变时，不同温度下的压强，采用了图2-8所示的实验装置。容器A 中有一定质量的空气，空气的温度可由温度计读出，空气的压强可由跟容器A 连在一起的水银压强计读出。但温度升高后，容器A 中的空气会膨胀，由于压强计两臂间是用橡皮管相连的，它的右臂可以上下移动。移上时，受热膨胀后的空气就能被压缩到原来的体积。 控制变量法 自然界发生的各种现象，往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较、研究其他两个变量之间的关系，这是一种研究问题的科学方法。 例如物体吸收热量温度会升高，温度升高多少是由多个因素决定的，跟吸收的热量、物体的质量以及组成物体的物质性质有关。在研究时，可以先使一些因素保持不变，如在物质 相同、质量相同的情况下，观察物体温度升高跟所吸收热量的关系；接着再研究同种物质， 图2-8 图2-7

标准大气的高度和气温、气压的关系

标准大气的高度和气温、气压的关系 工作中经常用到大气资料，总结如下 这里所说的标准大气指国际民航组织采用的“1964，ICAO标准大气”。在海拔32公里以下，它与“1976，U.S.标准大气”相同。近地面（32公里以下）大气气温的变化为： ---地面：气温的15.0℃，气压P=1013.25mb ---地面至海拔11公里的气温变化率：–6.5℃/公里 在11公里的界面上： 气温为–56.5℃气压P=226.32mb 海拔11—20公里的气温变化率：0.0℃/公里 海拔20—32公里的气温变化率：+1.0/公里 更详细的数据可以参考GJB365.1-87 《北半球标准大气(-2~80公里)》给出的大气参数。 气压的国际单位制是帕斯卡（或简称帕，符号是Pa），泛指是气体对某一点施加的流体静力压强，来源是大气层中空气的引力，即为单位面积上的大气压力。在一般气象学中人们用千帕斯卡（KPa）、或使用百帕（hPa）作为单位。测量气压的仪器叫气压表。其它的常用单位分别是：巴（bar，1bar=100,000帕）和厘米水银柱（或称厘米汞柱）。在海平面的平均气压约为101.325千帕斯卡（76厘米水银柱），这个值也被称为标准大气压。另外，在化学计算中，气压的国际单位是“atm”。一个标准大气压即是1atm。1个标准大气压等于101325帕，1.01325巴，或者76厘米水银柱。 大气压会随着高度的提升而下降，其关系为每提高12米，大气压下降1mm-Hg（1毫米水银柱），或者每上升9米，大气压降低100Pa。 下图给出了-0.5-20kM的大气温度、密度、压力分布图。从图中可以看出温度在0-11km成线性关系，压力和温度在0-3km(甚至5km)都成线性关系。

气体的压强体积温度间的关系

高二新课固体液体和气体夏令营2006-08-21 §12.9 气体的压强、体积、温度间的关系 要点：巩固气体压强的微观解释 知道气体压强、体积和温度之间的关系 能用气体参量来叙述生活实例中的变化 教学难点：气体压强、体积和温度三者之间的制约关系 考试要求：高考Ⅰ（气体的状态和状态参量，气体的体积、压强、温度之间的关系），会考 课堂设计：学生已涉及到了气体压强的微观解释，本节可进一步从撞击、作用力、频繁等因素将气体压强转到宏观的决定参量温度和体积上来，并使学生认识到参量之 间是有联系和制约的，也能从一些生活事例中用气体状态参量的眼光观察和解 释。为降低难度，分别将相互关系分立讨论，再通过小结得到实用的定论。为 应付一般习题中的参量定性讨论，可介绍（PV/T＝常量）式。 解决难点：在复习气体压强微观意义的基础上，将微观量转化为宏观的参量，继而结合学生的一些生活经验得出三参量之间的关系，并再在生活实例中应用检验，作为 定性了解可依据课本不再展开。 学生现状：用气体压强的微观意义来理解与温度和体积之间的关系有困难； 用微观意义来理解参量的变化尚不适应； 用微观意义定性知道生活实例不知所措。 培养能力：分析综合能力，理解推理能力 思想教育：唯物主义世界观 课堂教具：针筒，气球 一、引入 【问】气体压强是如何产生的？ 分析：大量气体分子频繁的碰撞器壁而产生的 【问】影响气体压强大小的因素有哪些？ 分析：温度、体积 那么气体的压强与气体的温度、体积之间有什么样的定量关系存在呢？这就是今天这堂课我们要解决的问题。 二、气体压强和体积的关系 学生阅读《气体压强和体积的关系》部分 我们研究的对象是什么？实验的先决条件是什么？得出了什么结论？ 分析：我们研究的对象是密封在注射气内质量一定的气体；实验的先决条件是：气体的温度不变。实验结论：体积减小时，压强增大；体积增大时，压强减小。 【问】用气体分子热运动的理论即从微观方面解释这个实验结论。 分析：温度不变，分子的平均动能不变，质量一定，体积减小，单位体积内的分子数增多，即分子越密集，所以气体压强增大。 【问】如果压缩气体的同时，温度降低，还一定是“体积越小，压强越大”吗？ 分析：温度降低，分子平均动能减小，所以压强不一定增大。 结论：一定质量的气体，温度不变，体积减小，压强增大。PV＝常量

大气压与温度的关系

大气压与温度的关系 大气压：和高度、湿度、温度的变化成反比－－注意，这里说的是大气压，而非气压！ 详细说明如下： 高度越高－－空气越稀薄； 湿度越大－－空气中的水分越多，尔水的分子量比空气的混合分子量小，水气的增加，等于稀释了空气； 温度越高－－虽然增加了空气分子的对撞机会，但是空气迅速膨胀，对流，尔引起空气变得稀薄，其增加的对撞能量远小于空气变稀薄减小的对撞能量，自然空气压力减小。 有关常识如下： 定义： 1.亦称“大气压强”。重要的气象要素之一。由于地球周围大气的重力而产生的压强。其大小与高度、温度等条件有关。一般随高度的增大而减小。例如，高山上的大气压就比地面上的大气压小得多。 在水平方向上，大气压的差异引起空气的流动。 2.压强的一种单位。“标准大气压”的简称。科学上规定，把相当于760mm 高的水银柱（汞柱）产生的压强或1.01×十的五次方帕斯卡叫做1标准大气压，简称大气压。 地球的周围被厚厚的空气包围着，这些空气被称为大气层。空气可以像水那样自由的流动，同时它也受重力作用。因此空气的内部向各个方向都有压强，这个压强被称为大气压。在1643年意大利科学家托里拆利在一根80厘米长的细玻璃管中注满水银倒臵在盛有水银的水槽中，发现玻璃管中的水银大约下降了4厘米后就不再下降了。

这4厘米的空间无空气进入，是真空。托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱的长度。后来科学家们根据压强公式准确地算出了大气压在标准状态下为1.013×105Pa。由于当时的信息交流不畅意大利和法国对大气压实验研究结果并没有被全欧洲所熟知，所以在德国对大气压的早期研究是独立进行的。1654年奥托格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验，有力的验证了大气压强的存在，这让人们对大气压有了深刻的认识。在那个时期，奥托格里克还做了很多验证大气压存在且很大的实验，也正是在这一时候他第一次听到托里拆利早在11年前已测出了大气压。 标准大气压 1标准大气压=760毫米汞柱=76厘米汞柱=1.013×10的5次方帕斯卡=10.336米水柱。 标准大气压值及其变迁 标准大气压值的规定，是随着科学技术的发展，经过几次变化的。 最初规定在摄氏温度0℃、纬度45°、晴天时海平面上的大气压强为标准大气压，其值大约相当于76厘米汞柱高。后来发现，在这个条件下的大气压强值并不稳定，它受风力、温度等条件的影响而变化。 于是就规定76厘米汞柱高为标准大气压值。但是后来又发现76厘米汞柱高的压强值也是不稳定的，汞的密度大小受温度的影响而发生变化；g值也随纬度而变化。测量大气压的仪器叫气压计。 为了确保标准大气压是一个定值，1954年第十届国际计量大会决议声明，规定标准大气压值为 1标准大气压＝101325牛顿／米2，即为101325帕斯卡（Pa)大气压的变化温度、湿度与大气压强的关系 湿度越大大气压强越大 初中物理告诉我们：“大气压的变化跟天气有密切的关系．一般地说，晴天的大气压比阴天高，冬天的大气压比夏天高．”对这段叙述，就是老师也往往不

理想气体压强公式的推导

理想气体压强公式的推 导 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

理想气体压强公式的推导 摘要：压强是热力学中描述平衡态下气体状态的一个重要力学参量。从理想气体的微观模型出发，分析理想气体压强的产生原因，采用合理的统计方法，推导出理想气体的压强公式。在推导的过程中，加强对统计概念及理想气体压强实质的认识。 关键词：理想气体；统计方法；压强公式。 1引言 推导理想气体压强公式，首先要建立正确的理想气体微观模型；其次在理想气体微观模型的基础上，分析理想气体对容器器壁的压强和理想气体内部压强的产生原因；最后根据理想气体压强的产生原因，采用合理的统计方法推导理想气体的压强公式。 2 理想气体的微观模型及其压强的产生原因 德国物理学家克劳修斯1857年提出了理想气体的微观模型，即分子本身的线度比起分子间的距离可以忽略不计；可以认为除碰撞的一瞬间外，分子之间及分子与容器器壁之间都无相互作用；分子之间及分子与容器器壁之间的碰撞都是完全弹性的。 根据理想气体的微观模型，我们可以把理想气体看为由大量分子所组成的热学系统，粒子可近似地看作质点。理想气体施于容器器壁的压强是大量分子对器壁不断碰撞的结果，而理想气体内部的压强是垂直于截面方向的热运动动量交换所引起的。并且理想气体的微观模型认为平衡态下理想气体内的分子是均匀分布的，向各个方向运动的几率是相等的，即具有混沌性。所以在此基础上我们就可以运用合理的统计方法对理想气体的压强公式进行推导。 3 推导理想气体对容器器壁的压强 理想气体施于容器器壁的压强是大量分子对器壁不断碰撞的结果，在平衡态下，器壁上各处的压强相等，其大小等于单位时间单位面积器壁所受的冲量。 设在任意形状的容器中贮有一定量的理想气体，体积为V ，共含有N 数个分子，单位体积内的分子数为V N n ,每个分子的质量为m 。建立直角坐标系xyz,在垂直于x 轴的器壁上任意取一小块面积dA （图1），来计算它所受的压强。

气体压强与温度的关系

气体压强与温度的关系 第六章c 一、教学任务分析 本节内容是学生在学习了分子动理论和波意耳定律等知识后，对气体状态变化规律的研究过程和方法有一定了解的基础上，进一步研究气体的等容变化过程及其规律。从科学研究方法来看，热学作为一个独立的知识体系，它在继承力学的许多研究方法的同时，又增添一些新的研究方法——外推法，并导致热力学温标的创立；建立微观气体模型对宏观规律获得本质的认识等。 学习本节内容需要理解气体的体积、压强和温度这三个状态参量和气体的状态变化之物理意义，并且要了解探究气体状态变化规律常用的方法——控制变量法和使用DIS实验器材的一些必备技能。 通过气球加热后破裂等情景引入，使学生定性认识到一定质量的气体在体积不变时其压强变化与温度变化的趋向相同。 通过对不同种类、不同体积的气体进行DIS实验探究，在计算机上得到p－t图像，并要求学生作图，然后通过对p －t图像的分析、讨论，理解压强随温度变化是线性的关系和图线在纵轴与横轴上截距的物理意义。

应用外推法合理外推图线，创建热力学温标，并得到查理定律。 本节课的学习体现出以学生为学习的主体，在获得知识的同时，感受科学探究的过程与方法，学会应用DIS实验研究实际问题，应用物理思维方法进行推理分析、得出结论，促使学生形成乐于探究的情感。 二、教学目标 ．知识与技能 知道一定量的气体在体积不变的情况下压强和温度间关系的图象表达，即p－t图像和p－T图像。 知道热力学温标，知道绝对零度的物理意义。 理解查理定律。 学会用DIS实验器材完成一定量的气体在体积不变的情况下压强和温度间关系的 探究任务，并正确处理实验数据。 ．过程与方法 运用控制变量的方法进行DIS实验。 运用外推法建立热力学温标，并在对p－T图像分析的基础上得出查理定律。 ．情感、态度价值观 领略物理思维方法在探究、分析推理过程中的作用。 由日常生活中的气体等容变化现象养成观察身边的物

气体的压强体积温度间的关系

高二新课固体液体和气体 §12.9 气体的压强、体积、温度间的关系 要点：巩固气体压强的微观解释 知道气体压强、体积和温度之间的关系 能用气体参量来叙述生活实例中的变化 教学难点：气体压强、体积和温度三者之间的制约关系 考试要求：高考Ⅰ（气体的状态和状态参量，气体的体积、压强、温度之间的关系），会考 课堂设计：学生已涉及到了气体压强的微观解释，本节可进一步从撞击、作用力、频繁等因素将气体压强转到宏观的决定参量温度和体积上来，并使学生认识到参量之 间是有联系和制约的，也能从一些生活事例中用气体状态参量的眼光观察和解 释。为降低难度，分别将相互关系分立讨论，再通过小结得到实用的定论。为 应付一般习题中的参量定性讨论，可介绍（PV/T＝常量）式。 解决难点：在复习气体压强微观意义的基础上，将微观量转化为宏观的参量，继而结合学生的一些生活经验得出三参量之间的关系，并再在生活实例中应用检验，作为 定性了解可依据课本不再展开。 学生现状：用气体压强的微观意义来理解与温度和体积之间的关系有困难； 用微观意义来理解参量的变化尚不适应； 用微观意义定性知道生活实例不知所措。 培养能力：分析综合能力，理解推理能力 思想教育：唯物主义世界观 课堂教具：针筒，气球 一、引入 【问】气体压强是如何产生的？ 分析：大量气体分子频繁的碰撞器壁而产生的 【问】影响气体压强大小的因素有哪些？ 分析：温度、体积 那么气体的压强与气体的温度、体积之间有什么样的定量关系存在呢？这就是今天这堂课我们要解决的问题。 二、气体压强和体积的关系 学生阅读《气体压强和体积的关系》部分 我们研究的对象是什么？实验的先决条件是什么？得出了什么结论？ 分析：我们研究的对象是密封在注射气内质量一定的气体；实验的先决条件是：气体的温度不变。实验结论：体积减小时，压强增大；体积增大时，压强减小。 【问】用气体分子热运动的理论即从微观方面解释这个实验结论。 分析：温度不变，分子的平均动能不变，质量一定，体积减小，单位体积内的分子数增多，即分子越密集，所以气体压强增大。 【问】如果压缩气体的同时，温度降低，还一定是“体积越小，压强越大”吗？ 分析：温度降低，分子平均动能减小，所以压强不一定增大。 结论：一定质量的气体，温度不变，体积减小，压强增大。PV＝常量

统计规律理想气体的压强和温度

209-统计规律、理想气体的压强和温度 209统计规律、理想气体的压强和温度 1、选择题 1,理想气体中仅由温度决定其大小的物理量是 (A )气体的压强 (B )气体的内能 (C )气体分子的平均平动动 能 (D )气体分子的平均速率 [ ] 2,温度、压强相同的氦气和氧气,它们的分子平均动能ε和平均平动动能k ε的 关系为(A )ε和k ε都相等 (B )ε相等,而k ε不相等 (C )k ε相等,而ε不相等 (D )ε和k ε都不相等 [ ] 3,一瓶氢气和一瓶氧气温度相同,若氢气分子的平均平动动能为?J ,则氧气的温 度为 (A )100 K (B )200 K (C )273 K (D )300 K [ ] 4,理想气体处于平衡状态,设温度为T ,气体分子的自由度为i ,则每个气体分子 所具有的 (A )动能为 kT i 2 (B )动能为 RT i 2 (C )平均平动动能为kT i 2 (D )平均平动动能为 kT 23 [ ] 5,一氧气瓶的容积为V ,充了气未使用时的压强为1p ,温度为1T ,使用后瓶内 氧气的质量减少为原来的一半,其压强降为2p ,则此时瓶内氧气的温度2T 为 (A ) 1 2 12p p T (B )

2 112p p T (C ) 1 21p p T (D ) 2 112p p T [ ] 6,一个能量为12 10 ?eV 宇宙射线粒子射入氖管中,氖管中有氖气 mol 。如果 宇宙射线粒子的能量全部被氖气分子所吸收而变为分子热运动能量,则氖气升高的温度为 (A )7 10 ?K (B )7 10 ?K (C )6 10 ? K (D )6 10 ?K [ ] 7,设想在理想气体内部取一小截面dA ,则两边气体通过dA 互施压力。从分子运动论的观点来看,这个压力施于dA 的压强为 (A )k n p ε3 2= (B )k n p ε3 4= (C )kT p 2 3= (D )kT p 3= [ ]

统计规律、理想气体的压强和温度

统计规律、理想气体的压强和温度 1、选择题 题号：20911001 分值：3分 难度系数等级：1 理想气体中仅由温度决定其大小的物理量是 （A ）气体的压强 （B ）气体的内能 （C ）气体分子的平均平动动能 （D ）气体分子的平均速率 [ ] 答案：（ C ） 题号：20911002 分值：3分 难度系数等级：1 温度、压强相同的氦气和氧气，它们的分子平均动能ε和平均平动动能k ε的关系为 （A ）ε和k ε都相等 （B ）ε相等，而k ε不相等 （C ）k ε相等，而 ε不相等 （D ）ε和k ε都不相等 [ ] 答案：（ C ） 题号：20911003 分值：3分 难度系数等级：1 一瓶氢气和一瓶氧气温度相同，若氢气分子的平均平动动能为21 10 21.6-?J ，则氧气的 温度为 （A ）100 K （B ）200 K （C ）273 K （D ）300 K [ ] 答案：（ D ） 题号：20911004 分值：3分 难度系数等级：1 理想气体处于平衡状态，设温度为T ，气体分子的自由度为i ，则每个气体分子所具有的 （A ）动能为 kT i 2 （B ）动能为RT i 2

（C ）平均平动动能为 kT i 2 （D ）平均平动动能为kT 2 3 [ ] 答案：（ D ） 题号：20912005 分值：3分 难度系数等级：2 一氧气瓶的容积为V ，充了气未使用时的压强为1p ，温度为1T ，使用后瓶内氧气的质量减少为原来的一半，其压强降为2p ，则此时瓶内氧气的温度2T 为 （A ） 1212p p T （B ）2112p p T （C ）121p p T （D ）2 11 2p p T [ ] 答案：（ A ） 题号：20912006 分值：3分 难度系数等级：2 一个能量为12 100.1?eV 宇宙射线粒子射入氖管中，氖管中有氖气0.1 mol 。如果宇宙射线粒子的能量全部被氖气分子所吸收而变为分子热运动能量，则氖气升高的温度为（A ）71093.1-?K （B ）71028.1-?K （C ）61070.7-? K （D ）6 1050.5-?K [ ] 答案：（ B ） 题号：20912007 分值：3分 难度系数等级：2 设想在理想气体内部取一小截面dA ，则两边气体通过dA 互施压力。从分子运动论的观点来看，这个压力施于dA 的压强为 （A ）k n p ε32= （B ）k n p ε34= （C ）kT p 2 3 = （D ）kT p 3= [ ] 答案：（ A ） 题号：20912008 分值：3分 难度系数等级：2 两瓶不同种类的气体，它们的温度和压强相同，但体积不同，则下列说法正确的是 （A ）单位体积内的分子数相同，单位体积内的气体质量也相同 （B ）单位体积内的分子数不相同，但单位体积内的气体质量相同 （C ）单位体积内的分子数相同，但单位体积内的气体质量不相同 （D ）单位体积内的分子数不相同，单位体积内的气体质量也不相同

气体的压强和体积的关系

气体的压强和体积的关系

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A.气体的压强和体积的关系 【基础知识】 1．知道一定质量气体的状态由压强、体积、温度三参量描述;并能从分子动理论角度知道气体压强产生的微观情景 2.掌握气体压强计算的一般方法,掌握压强的国际单位、常用单位及换算关系。 3．学会用DIＳ实验系统研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系，并能对实验数据进行探究(图像拟合、简单误差分析) ４．理解玻意耳定律的内容,能运用玻意耳定律求解质量不变气体，与压强、体积有关的实际问题并解释生活中的相关现象 5.会读、画一定质量气体的P—V图。 【规律方法】 1．能将初中有关压强、大气压强、液体内部的压强、连通器原理、托里拆利实验等物理概念、物理模型、实验迁移到本节学习过程中。 2.会求固态物封闭气体的压强、液态物封闭气体的压强。 ３．通过ＤＩS实验进一步感受控制变量法在研究多参量内在关系中的作用 4.通过描绘P-Ｖ、P--－１/V图像,进一步增强利用图像描述物理规律的能力 作业4?气体的压强与体积的关系(玻意耳定律) 一、选择题 １．下列哪个物理量不表示气体的状态参量（) A.气体体积 B.气体密度? C.气体温度??D．气体压强 答案：Ｂ 2.关于气体的体积,下列说法中正确的是() A.气体的体积与气体的质量成正比 B.气体的体积与气体的密度成反比 ?C．气体的体积就是所有气体分子体积的总和 ?D.气体的体积是指气体分子所能达到的空间 答案:D 3．气体对器壁有压强的原因是( ） Ａ.单个分子对器壁碰撞产生压力 Ｂ．几个分子对器壁碰撞产生压力 C.大量分子对器壁碰撞产生压力 Ｄ.以上说法都不对 答案:C 4．如图所示,大气压是１标准大气压(相当于76厘米水银柱）,管内被封闭的气体的压强应是( ) A.30厘米水银柱?C.50厘米水银柱 C.26厘米水银柱 D.46厘米水银柱 答案:C 5.如图所示，在玻璃罩内放入一个充气较多的气球，下列关于玻璃罩内气球的说法中，正确的是（??) A.通过胶管抽玻璃罩内的空气，气球的体积减小 B．通过胶管抽玻璃罩内的空气，气球的体积增大 C.通过胶管向玻璃罩内充气，气球的体积增大 Ｄ．通过胶管向玻璃罩内充气，气球的体积不变50cm 30cm

气体实验定律-理想气体的状态方程

气体实验定律-理想气体的状态方程

[课堂练习] 1．一定质量的理想气体处于某一初始状态，现要使它的温度经过状态变化后，回到初始状态的温度，用下列哪个过程可以实现( ) A ．先保持压强不变而使体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强 B ．先保持压强不变而使体积减小，接着保持体积不变而减小压强 C ．先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使体积膨胀 D ． 先保持体积不变而减少压强，接着保持压强不变而使体积减小 2．如图为 0.2mol 某 种气体的压强与 温度关系．图中 p 0为标准大气压．气体在B 状态时的体积是_____L ．

3．竖直平面内有右图所示的均匀玻 璃管，内用两段水银柱封闭两段空气 柱a、b，各段水银柱高度如图所示．大 气压为p0，求空气柱a、b的压强各多大？ 4．一根两端封闭，粗细均匀的玻璃管，内有一小段水银柱把管内空气柱分成a、b两 部分，倾斜放置时，上、下两段空气 柱长度之比L a/L b=2．当两部分气体的 温度同时升高时，水银柱将如何移 动？ 5.如图所示，内径均匀的U型玻璃管竖直放置，截面积为5cm2，管右侧上端封闭，左侧上端开口，内有用细线栓住的活塞．两管中分别封入L=11cm 的空气柱A和B，活塞上、下气体压强相等为76cm 水银柱产生的压强，这时两管内的水银面的高度

差h=6cm，现将活塞用细线缓慢地向上拉，使两管内水银面相平．求： （1）活塞向上移动的距离是多少？ （2）需用多大拉力才能使活塞静止在这个位置上？ 6、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p1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是（） A．p1 =p2，V1=2V2，T1= 21T2 B．p1 =p2，V1=21V2，T1= 2T2 C．p1=2p2，V1=2V2，T1= 2T2 D．p1 =2p2，V1=V2，T1= 2T2 7、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

理想气体压强公式

1、关于气体分子集体的统计假设 对于平衡态下的理想气体系统中的大量分子，可作如下统计假设： (1)无外场时，分子在各处出现的概率相同，即容器中单位体积内的分子数处处相等。―分子数密度 (2)由于碰撞，分子可以有各种不同的速度，速度取向各方向等概率，分子速度在各个方向分量的各种统计平均值相等。 2、理想气体压强公式 (1)定性解释 压强：密闭容器(如气缸)内的气体对容器的器壁有压力作用，作用在单位面积器壁上的压力。 从气体动理论的观点看来：气体在宏观上施于器壁的压强，是大量分子对器壁不断碰撞的结果。 最早使用力学规律来解释气体压强的科学家是伯努利。他认为：气体压强是大量气体分子单位时间内给予器壁单位面积上的平均冲量。 (2)定量推导 前提：平衡态、忽略重力、分子看成质点(只考虑分子的平动) 设在任意形状的容器中贮有一定量的理想气体，体积为V，共含有N个分子，单位体积内的分子数为n=N/V，每个分子的质量为m0，分子具有各种可能的速度，把分子分成若干组，每组内的分子具有大小相等、方向一致的速度，并假设在单位体积内各组的分子数分别为n1，n2，…，ni，…，则。 设某一分子以速度运动并与dA面碰撞，碰撞后速度变为。 推导过程： (1)计算单个分子速度为与器壁dA面碰撞一次的过程中施于dA面的冲量： (2)dt时间内速度为能与dA面发生碰撞的分子总数：(dA为底，为高，为轴的斜形柱体的体积内，的分子。) (3) dt时间内速度为能与dA面发生碰撞的分子对dA面的冲量： (4) dt时间内所有分子对dA面的总冲量：(5)器壁所受的宏观压强： (6)为了使结果的物理意义更明确，对压强表示式进行化简。

用动量定理推导气体压强公式和理想气体状态方程

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用动量定理推导气体压强公式和理想气体状态方程 云南省玉溪第一中学周忠华 摘要：容器内气体压强的产生是由于大量气体分子频繁地撞击容器壁而使容器壁受到持续的压力，压强的大小就等于容器壁上单位面积上受到的压力。我们可以选取一定时间内与容器壁某一面积发生碰撞的气体分子作为研究对象，对它们应用动量定理，求出容器壁对这些气体分子的弹力，从而求出气体压强。得到气体的压强公式后，我们可以很自然地推导出质量一定的理想气体的状态方程。 关键词：动量定理、气体压强、理想气体状态方程 普通高中物理（必修加选修）第二册第十二章气体的压强这一节内容，教材为解释气体压强的产生和大小是通过两个演示实验来完成的。第一个实验是在玻璃罩内放一个充气不多的气球，然后用抽气机将罩内的空气逐渐抽离，抽气过程中可以看到气球体积不断膨胀，用这个实例说明气球内的气体确实对球皮产生了由内向外的压强；第二个演示实验是把大量的小滚珠均匀地倒在电子秤盘上，倾倒的过程中可以观察到滚珠对秤盘产生了持续的、均匀的压力，用这个实验来模拟大量的气体分子频繁地撞击容器壁会产生压强。这两个实验的优点是比较直观，学生看后基本上都能定性地感知气体压强的存在和产生的原因，但这两个实验都偏重于直观印象，缺乏充分严密的数学推证，许多学生对教材如此解释压强感到过于简单，说两个实验都不能给出决定气体压强大小的数学公式。为解决这个问题，笔者通过多年的教学实践发现，可以应用高中学生学习过的相关知识，对与容器壁发生碰撞的气体分子用动量定理，推导

高中物理热学-- 理想气体状态方程 试题及答案.doc

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= 2 1T 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

气体的压强与温度的关系(一)

气体的压强与温度的关系（一） 一、填空题： 1．夏天给自行车胎打气时不宜打得太足，不然，在阳光直射的马路上骑车时，车胎容易爆裂。这表明，一定质量的气体在 不变的情况下，它的 随着 的升高而增大。 2．查理定律可表示为一定质量的气体在____________保持不变的过程中，____________与热力学温度成正比。 3．一定质量的气体，作等容变化，其P-t 图像如图所示，图像中的直线 AB 延长线与 P 轴的交点表示____________，与 t 轴的交点表示的温度是______________℃。 4．如图所示是研究一定质量的气体做等容变化的实验装置，A 、B 两管的下端用橡皮管相连。在室温下，A 管中的水银面比B 管中的水银面高。现将烧瓶放进盛有热水的容器中，为使B 管中的水银面保持原来的位置，应将A 管向 移动，这时A 、B 两管中的水银面高度差将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 5．一氧气瓶的容积是32L ，在-3℃时瓶中氧气的压强是27atm ，当温度上升到27℃时，瓶中的氧气的压强___________atm 。 6．人体发烧时，体温升高2℃相当于升高了______K 。我国已制成了转变温度为215K 的超导体，215K=__________℃。 7．对一个容积一定的密闭容器加热，当容器的温度升高1℃时，容器中气体的压强比原来增加0.4%，由此可知容器内气体原来的温度是____________℃。 二、单项选择题： 8．如图所示，表示一定质量的气体等容变化的图是------------------------（ ） 9．密闭容器中的气体受热时，设容器的容积不随温度而变化，则气体的密度变化和压强的变化为（ ） （A ）密度减小 （B ）密度增大 （C ）压强增大 （D ）压强不变 10．密闭容器中装有一定质量的气体，当温度从t 1=50℃升高到t 2=100℃时，气体的压强从t （℃） p B A T V （A ） （B ） （C ） （D ）

气体的压强跟温度的关系

气体的压强跟温度的关 系 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

三、气体的压强跟温度的关系 在日常生活中，我们常会遇到这样一些情况：夏天给旧的自行车车胎打气，不宜打得很足，不然，在太阳下骑行，车胎容易爆裂；卡车在运输汽水等饮料时，由于太阳曝晒，一些质地较差的汽水瓶往往会爆裂。这些现象都表明气体压强的大小跟温度的高低有关。 我们可以用实验的方法来研究一定质量的气体，在体积不变时，它的压强跟温度的关系。 查理定律 通过实验探索，我们初步得出一定质量气体在体积不变时，它的压强随着温度的升高而增大的结论。从实验数据描绘出的p-t图象，基本上是一条倾斜的直线（图2-7），但是这样还没有反映出压强和温度间确切的关系。 图2-7 最早定量研究气体压强跟温度的关系的是法国物理学家查理（1746-1823）。我们为了精确测量一定质量气体在体积不变时，不同温度下的压强，采用了图2-8所示的实验装置。容器A中有一定质量的空气，空气的温度可由温度计读出，空气的压强可由跟容器A连在一起的水银压强计读出。但温度升高后，容器A中的空气会膨胀，由于压强计两臂间是用橡皮管相连的，它的右臂可以上下移动。移上时，受热膨胀后的空气就能被压缩到原来的体积。

图2-8 控制变量法 自然界发生的各种现象，往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较、研究其他两个变量之间的关系，这是一种研究问题的科学方法。 例如物体吸收热量温度会升高，温度升高多少是由多个因素决定的，跟吸收的热量、物体的质量以及组成物体的物质性质有关。在研究时，可以先使一些因素保持不变，如在物质相同、质量相同的情况下，观察物体温度升高跟所吸收热量的关系；接着再研究同种物质，不同质量的物体吸收相等热量时，温度升高跟质量的关系等等，从而得出物体温度升高跟所吸收的热量、物体的质量和组成物体的物质性质的关系。控制变量的科学方法在物理学的研究中是经常使用的。 这个实验是按以下步骤进行的： 先把容器A浸没在冰水混和物中，这时容器A中的空气温度为0℃，调节压强计右臂的位置．使两臂内水银面位于同一高度，这时容器A中的空气压强

理想气体状态方程的应用

专题 气体实验定律 理想气体的状态方程 [基础回顾]： 一．气体的状态参量 1.温度：温度在宏观上表示物体的________；在微观上是________的标志． 温度有________和___________两种表示方法，它们之间的关系可以表示为：T = ________．而且ΔT =____（即两种单位制下每一度的间隔是相同的）． 绝对零度为____0 C,即___K ，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：气体的体积宏观上等于___________________________________,微观上则表示_______________________．1摩尔任何气体在标准状况下所占的体积均为_________． 3.压强:气体的压强在宏观上是___________；微观上则是_______________________产生的．压强的大小跟两个因素有关：①气体分子的__________，②分子的_________． 二．气体实验定律 1．玻意耳定律（等温变化） 一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成______；或者说，它的压强跟体积的________不变．其数学表达式为_______________或_____________． 2．查理定律（等容变化） （1）一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低）10 C ，增加（或减少）的压强等于它在___________．其数学表达式为_______________或_____________． （2）采用热力学温标时，可表述为：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强与热力学温度成______．其数学表达式为____________． （3）推论：一定质量的气体，从初状态（P ，T ）开始，发生一等容变化过程，其压强的变化量△P 与温度变化量△T 的关系为_____________． 3．盖·吕萨克定律（等压变化） （1）一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度每升高（或降低）10 C ，增加（或减少）的体积等于它在___________．其数学表达式为_______________或_____________． （2）采用热力学温标时，可表述为：一定质量的气体，在压强不变的情况下，它的体积与热力学温度成______．其数学表达式为____________． （3）推论：一定质量的气体，从初状态（V ，T ）开始，发生一等压变化过程，其体积的变化量△V 与温度变化量△T 的关系为_____________． 三．理想气体状态方程 1．理想气体 能够严格遵守___________的气体叫做理想气体．从微观上看，分子的大小可忽略，除碰撞外分子间无___________，理想气体的内能由气体_____和_____决定，与气体_____无关．在___________、__________时，实际气体可看作理想气体． 2．一定质量的理想气体状态方程： 2 2 2111T V P T V P = 3．密度方程： 2 22111ρρT P T P = [重难点阐释]： 一．气体压强的计算

气体的压强与体积的关系

气体的压强与体积的关系（一）一、填空题 1 ．气体的状态参量是指、和。 2．水的沸点是100℃，用热力学温标表示为K。当水的温度从0℃升高到20℃时，用热力学温标表示其升高的温度为K。 3．通常温度是表示物体的物理量，从分子动理论观点看，温度是物体部的标志。容器壁面积上受到的气体压力就是气体压强，气体对容器壁有压力，从分子动理论观点看，这是由于容器中而产生的。 4．一根直玻璃管，用长为10 cm的水银柱封住一段空气柱，外界大气压强相当于76cm水银柱产生的压强，则管子竖直放置、开口向上时，管空气柱的压强为cmHg；管子竖直放置、开口向下时，管空气柱的压强为cmHg；管子与水平面成30°角放置、开口向下时，管空气柱的压强为cmHg；管子与水平面成30°角放置、开口向上时，管空气柱的压强为cmHg。 5．如图所示，各玻璃管封闭的液体都是水银，水银密度为13.6×103kg/m3，外界大气压强相当于76cm水银柱产生的压强，两端水银面的高度差均为10cm，则各玻璃管封闭气体A的压强分别为： （1）p A＝cmHg＝Pa。 （2）p A＝cmHg＝Pa。 （3）p A＝cmHg＝Pa。 （4）p A＝cmHg＝Pa。 （5）p A＝cmHg＝Pa。 二、选择题 6．一定质量气体状态发生变化时，下列说法中正确的是（）。（A）温度和体积发生变化而压强不变 （B）温度和压强发生变化而体积不变 （C）温度发生变化而体积和压强不变 （D）压强发生变化而体积和温度不变 7．如图所示，两端开口的U形管有两段水柱。AB、CD封住一段空气柱BC， 已知CD高为h1，AB高度差为h2，大气压强为p0，则（）。 （A）封闭气体的压强为p0＋h1 （B）封闭气体的压强为p0＋h2 （C）封闭气体的压强为p0＋h1＋h2 （D）封闭气体的压强为2p0＋h1＋h2 8．如图所示为一根托里拆利管，如果当时大气压强为一个标准大气压，管顶离槽 中水银面高70cm，则管顶侧所受压强为（）。 （A）76cmHg （B）70cmHg （C）6cmHg （D）0 9．如图所示，竖直放置的弯曲管A端开口，B端封闭，密度为ρ的液体将两段空气柱封闭在管，管液面高度差分别为h1、h2和h3，则B端气体的压强为（）（已 知大气压强为p0）。 （A）p0－ρg（h1＋h2－h3） （B）p0－ρg（h1＋h3） （C）p0－ρg（h1－h2＋h3） （D）p0－ρg（h1＋h2） 三、计算题 10．如图所示圆柱形汽缸，汽缸质量为100kg，活塞质量为10kg，横截面积为0.1m2，大气压强为1.0×105Pa，求下列情况下缸气体的压强：

理想气体分子平均平动动能与温度的关系

四、理想气体分子平均平动动能与温度的关系 （可以用一个公式加以概括） k ε=kT v m 23212= 1.简单推导：理想气体的物态方程：RT m N m N RT M m PV A ' '== 而??? ??=??? ??=2221322132v m V N v m n P n=N/V 为单位体积内的分子数，即分子数密度， k =R /N A =×10-23J·K -1称为玻尔斯曼常量。 所以：kT v m 2 3212= 这就是理想气体分子的平均平动动能与温度的关系，是气体动理论的另一个基本公式。 它表明分子的平均平动动能与气体的温度成正比。气体的温度越高，分子的平均平动动能越大；分子的平均平动动能越大，分子热运动的程度越剧烈。因此，温度是表征大量分子热运动剧烈程度的宏观物理量，是大量分子热运动的集体表现。对个别分子，说它有多少温度，是没有意义的。 从这个式子中我们可以看出 2．温度的统计意义 该公式把宏观量温度和微观量的统计平均值(分子的平均平动动能)联系起来，从而揭示 了温度的微观本质。 关于温度的几点说明 1．由kT v m 23212=得02 1 02=v m T ＝，＝ε，气体分子的热运动将停止。然而事实上是绝对零度是不可到达的(热力学第三定律)，因而分子的运动是用不停息的。 2．气体分子的平均平动动能是非常小的。 J K T 2110 ,300-==ε J K T 15 810 ,10-==ε 例1． 一容器内贮有氧气，压强为P=×105Pa ，温度t=27℃，求（1）单位体积内的分子数； （2）氧分子的质量；（3）分子的平均平动动能。 解：（1）有P=nkT 得 () 325235 1045.2273271038.110013.1--?=+???==m kT P n （2）kg N M m A 26233 1031.510 02.61032--?=??==