1、气体的状态参量一、考点聚焦1.气体状态和状态参量。热力学温度。 2.气体的体积、温度、压强之间的关系.。 3.气体分子运动的特点。气体压强的微观意义。 二、知识扫描11atm= 1.0110 5 pa= 76 cmHg，相当于 10.3 m 高水柱所产生的压强。2气体的状态参量有：( p、 V、 T)压强( p)：封闭气体的压强是大量分子对器壁 撞击 的宏观表现，其决定因素有：1) 温度 ；2) 单位体积内分子数 。体积(V)：1m 3= 103 l= 106ml 。 热力学温度 T= t+273.15 。4一定质量的理想气体的体积、压强、温度之间的关系是： PV/T=常数 ，克拉珀珑方程是：
2、 PV/T=RM/ 。5理想气体分子间没有相互作用力。注意：一定质量的某种理想气体内能由温度 决定。三、典型例题例 1已知大气压强为 p0 cmHg,一端开口的玻璃管内封闭一部分气体，管内水银柱高度为 h cm，（或两边水银柱面高度差为 h cm），玻璃管静止，求下列图中封闭理想气体的压强各是多少？解析：将图中的水银柱隔离出来做受力分析；中取与管内气体接触的水银面为研究对象做受力分析 本题的所有试管的加速度都为零所以在中： G=N， p0S=PS；在图中： p0S+G=pS， p0S+ghS=pS ，取 cmHg(厘米汞柱)为压强单位则有： p= p0+h；同理，图中试管内气体的压强为： p=
3、 p0-h；采用正交分解法解得：图中： p= p0+hsin ；图中： p=p0-hsin ；图中取高出槽的汞柱为研究对象，可得到： p= p0-h；图中取与管内气体接触的水银面（无质量）为研究对象： p0S+ghS=pS ， p= p0+h点评：（1） 确定封闭气体压强主要是找准封闭气体与水银柱（或其他起隔绝作用的物体）的接触面，利用平衡的条件计算封闭气体的压强（2） 封闭气体达到平衡状态时，其内部各处、各个方向上压强值处处相等（3） 液体压强产生的原因是重力（4）液体可将其表面所受压强向各个方向传递例 2.两个完全相同的圆柱形密闭容器，如图 8所示，甲 中装有与容器等体积的水，乙中充满空气
4、，试问：（1）两容器各侧壁压强的大小关系及压强大小决定于哪些因素？（2）若两容器同时做自由落体运动，容器侧壁所受压强将怎样变化？解析：（1）对于甲容器，上壁压强为零，底面压强最大，侧壁压强自上而下由小变大其大小决定于深度，对于乙容器各处器壁上的压强均相等，其大小决定于气体分子的温度和气体分子的密度。（2）甲容器做自由落体运动时，处于完全失重状态，器壁各处的压强均为零；乙容器做自由落体运动时，气体分子的温度和气体分子的密度不变，所以器壁各处的压强不发生变化。点评：要分析、弄清液体压强和气体压强产生的原因是解决本题的关键。例钢瓶内装有高压气体，打开阀门高压气体迅速从瓶口喷出，当内外气压相等时立即关
5、闭阀门。过一段时间后再打开阀门，问会不会再有气体喷出？解析：第一次打开阀门气体高速喷出，气体迅速膨胀对外做功，但来不及吸热。由热力学第一定律可知，气体内能减少，导致温度突然下降。关闭阀门时，瓶内气体温度低于外界温度，但瓶内压强等于外界气体压强。过一段时间后，通过与外界热交换，瓶内温度升高到和外界温度相同，而瓶的体积没变，故而瓶内气体压强增大。因此，再次打开阀门，会有气体喷出。点评：此题有两个过程，第一次相当于绝热膨胀过程，第二次是等容升温。例一房间内，上午 10 时的温度为 150C，下午 2 时的温度为 250C，假定大气压无变化，则下午 2 时与上午 10 时相比较，房间内的 （ ）A空气
6、密度增大 B空气分子的平均动增大 C空气分子速率都增大 D空气质量增大解析：由于房间与外界相通，外界大气压无变化，因而房间内气体压强不变。但温度升高后，体积膨胀，导致分子数密度减小。所以，房间内空气质量减少，空气分子的平图甲 乙均动增大。但并非每个分子速率都增大，因为单个分子的运动是无规则的。答案 B是正确。点评：本题要求学生正确理解题意，弄清温度变化对分子运动的影响。例如图所示，一气缸竖直放置，气缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定量的理想气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气体处于平衡状态现保持温度不变把气缸稍微倾斜一点，在达到平衡后，与原来相比，则（ ）气体的压强变大 气体的压强变小气体的
7、体积变大 气体的体积变小解析：由活塞的受力分析可知,开始封闭气体的压强P1=P0-mg/s,而气缸稍微倾斜一点后， 封闭气体的压强 P2=P0-mgcos/s ,由于 P1P 2，而温度不变，由气态方程， mg mg则 V2V 1，故 AD 正确 四、过关测试1一定量的理想气体吸收热量，同时体积膨胀并对外做功，则此过程的末状态与初状态相比（ ）A.气体内能一定增加 B.气体内能一定减少C.气体内能一定不变 D.气体内能变化不可确定2如图所示，封有空气的气缸挂在测力计上，测力计的示数为 F，已知气缸套的质量为 M，活塞的质量为 m，面积为 S，气缸壁与活塞间摩擦不计，外界大气压强为 po，则气缸
8、内空气的压强为多少？3.一定质量的理想气体处于平衡态，此时压强为，有人设计四种途径，使气体经过每种途径后压强仍为，这四种途径是：（）先保持体积不变，降低压强，再保持温度不变，压缩体积。（）先保持体积不变，升高温度，再保持温度不变，让体积膨胀。（）先保持温度不变，让体积膨胀，再保持体积不变，升高温度。（）先保持温度不变，压缩体积，再保持体积不变，降低温度。 （）、（） （）、（）不可能（）、（）不可能 （）、（）、（）、（）都可能4.如下图所示，气缸的质量 M10kg，活塞的质量 m=2kg，活塞横截面积 s=100cm2， 弹簧mM图图图的倔强系数 k=200N/m，外界大气压强 Po=1.0
9、105Pa，求在下列条件下气缸内气体的压强(a)活塞上加重力为 G=200N 物体时，P a= ；(b)活塞上加重力为 G=200N 物体且弹簧伸长 10cm，P b= ；(c)拉力 F 拉活塞，气缸离开地面，P c= ；(d)活塞上加重力为 G=200N 物体且弹簧被压缩 2cm，则 Pd= 5.下列说法正确的是（ ）一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积减小而增大的微观原因是：每个分子撞击器壁的作用力增大一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积增大而减小的微观原因是：单位体积内的分子数减少一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是：分子平均动能增大一定质量的气体，保持
10、体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是：分子的密度增大6.分子流以平均速率 vo和面积为 S 的器壁碰撞，分子流单位体积内的分子数为 n，每个分子的质量为 m，如果分子的运动方向与器壁垂直，且碰撞后按原速率反向弹回则分子流对器壁的作用力为 ，压强为 7.如右图所示，天平右盘放砝码，左盘是一个水银气压计，玻璃管固定在支架上，天平已调节平衡，若大气压强增大，则( )A.天平失去平衡，左盘下降 B.天平失去平衡，右盘下降C.天平仍平衡 D.无法判定天平是否平衡。8.在冬季，剩有半瓶热水的暧水瓶经一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来其中主要原因是（ ）软木塞受潮膨胀瓶口因温度降低
11、而收缩变小图图图白天气温升高，大气压强变大瓶内气体因温度降低而压强减小9.如右图所示，在光滑水平面上放一个质量为 M，内外壁都光滑的气缸，活塞质量为 m，横截面积为 S，外界大气压强为 Po，现对活塞施一个水平恒力 F，当活塞与气缸无相对滑 动时，气缸内气体的压强为多少？10.如图所示，质量为 m1的内壁光滑的玻璃管，横截面积为 S，内装有质量为 m2的水银。管外壁与斜面的动磨擦因数为 ，斜面倾角63为 =30当玻璃管与水银共同沿斜面下滑时，被封闭的气体压强为多少（设大气压强 P0）？11.如右图所示，在光滑的水平面上有一个横截面积为 S 的试管，管内有质量为 m，可在 管内无摩擦滑动的活塞。现用活塞封住一段空气柱，并把试管用绳子系在桌面上以角速度 作圆周运动，设大气压为 Po活塞距离圆心为 l，则试管内气柱压强为多少？12.由地球的半径 R=6.4106m 及大气压强值 p0=1.0105Pa 估算大气层空气的总重。（结果取一位有效数字）图图3
