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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,内能和气体性质,一、分子动理论,1、,物质是由大量分子组成的,实验,：（,单分子）油膜法测分子的直径,原理：假设形成单分子油膜,并将分子近似看成球形；且分子一个紧挨着一个地排列。,油滴的体积,形成单分子油膜的面积,分子直径的数量级为,10,-10,m;,分子质量的数量级,10,-26,10,-27,kg,。,联系微观和宏观物理量的桥梁,阿伏加德罗常数,N,A,=6.0210,23,mol,-1,一个分子的质量：,2、,分子永不停息地做无规则的运动,实验：,（1）扩散现象,不同物质相互接触彼此进入对方的现象。,（2）,布朗运动,液体中悬浮颗粒的无规则运动。,意义：悬浮微粒受到液体分子来自各个方向撞击力不平 衡，而做无规则的运动，是液体分子无规运动的反映。,温度越高，扩散越快，布朗运动越剧烈。,（,3,）,分子速率分布的统计规律,大多数分子，其速率都在某个数值附近，离开这个数值越远，分子数越少。,伽耳顿板实验,3、分子间存在相互作用的引力和斥力,分子力 ：分子间,同时,存在相互作用的引力和斥力，它们的,合力,叫做分子力。,分子间的作用力与距离的关系,实验表现：,物体被拉断很费力，但也不能无限度地被压缩。,0,合力,斥力,引力,F,r,0,r,课堂练习,1、估算一个水分子的体积大约为多少？,2、相同质量的0的水和冰，哪一个内能大？,二、气体的三个实验定律,1、三个状态参量,（1）体积,V,（2）温度,T,采用热力学温标,国际单位：开（尔文）,K,T=t+273,T=t,（3）压强,p,类比实验,模拟气体压强的产生,气体压强是由于大量分子无规则运动，对容器壁频繁撞击而产生的持续的压力，单位面积上所受的压力为压强。,气体压强的计算方法,方法一：根据力的平衡求解,大气压强为,p,0,M,m,0,m,S,方法二：根据连通器的原理，同种不间断的液体在同一水平面上的压强处处相等。,例：下面所示各图中，管中液体均是水银，装置均静止，液面差为,h,、,h,1,、,h,2,（,cm,），水银密度为,（,kg/m,3,）大气压强为,p,0,（,Pa,），写出各图中被封闭的气体压强,P,的表达式。,2、实验定律,（,1）玻意耳定律,内容：一定质量的气体，在,温度不变,的条件下，压强与体积成反比。,公式：,或,p-V,图像：等温线,一定质量的气体，温度越高，等温线离开坐标轴越远。,1,0,V,p,2,3,1,、如图所示，容器内封闭有一定质量的气体，平衡时，活塞与容器底相距,15cm,，当活塞下方悬吊质量为,4.0kg,重物时，活塞下降,5cm,，设大气压,p,0,=1.010,5,Pa,，活塞质量及摩擦均不计。求：,（,1,）活塞的横截面积；,（,2,）若将容器转过,180,，使重物压在活塞上，则平衡后此活塞离容器底的距离为多大 ？（,g=10m/s,2,）,2,、如图所示，竖直放置的,U,形管，左端封闭右端开口，管内水银将长,19cm,的空气柱封在左管内，此时两管内水银面的高度差为,4cm,，大气压强为标准大气压,76cmHg,。现向右管内再注入水银，使空气柱长度减少,1cm,，若温度保持不变，则需注入水银柱的长度为多少,?,3,、把一根两端开口粗细均匀的玻璃管竖直插入水银槽中，当玻璃管露出水银部分长,27cm,时，将其上端封闭，然后再把玻璃管缓慢地竖直下压,8cm,，已知大气压强是,75cmHg,。试求管内外水银面的高度差。,假设法：分析管内外液面高度差的变化,4,、如图，竖直插入水银槽中的玻璃管，上端封闭，下端开口，管内封闭着一段空气柱，管内外水银面高度差为,h,，如大气压强不变，当将玻璃管缓缓地向下压些，若管内气体温度保持不变，则管内外水银面的高度差将,，管内空气柱的长度将,（填“不变”、 “变大”或“变小”）。,h,（,2）,查理定律,内容：一定质量的气体，在体积不变时，压强,p,与,热力学温度,成正比。,公式：,或,p-T,图像：等容线,p,t/,V,1,V,2,0,273,V,1,V,2,T/K,p,0,一定质量的气体，等容线的斜率与体积成反比。,（,3）,盖,吕萨克定律,内容：一定质量的气体，在压强不变时体积与,热力学温度,成正比。,公式：,或,V-T,图像：等压线,V,t/,p,1,p,2,0,273,p,1,p,2,T/K,V,0,一定质量的气体，等压线的斜率与压强成反比。,定性分析（假设法）讨论液柱移动方向,5,、两端封闭的粗细的细玻璃管内一段水银柱，将管内空气分隔成,A,、,B,两部分，当竖直放置时，,A,端空气柱的长度大于,B,端空气柱的长度，如图所示，现将其完全插到温度大于室温的热水中去，仍使其处于竖直状态，则水银柱将 （ ）,（,A,）向,B,端移动,;,（,B,）向,A,端移动,;,（,C,）不移动,;,（,D,）以上三种情况都有可能,.,A,B,6,、如图，圆筒型汽缸,A,倒置在水平地面上，汽缸内封闭了一定质量的空气。汽缸的质量,m,1,=10kg,，汽缸壁厚度不计，内有一个活塞,B,，其截面积,S=50cm,2,，活塞质量,m,2,=1kg,，与缸壁之间摩擦不计，外界大气压强,p,0,=1.0,10,5,Pa,。当汽缸内气体温度为,27,时，气体的压强也是,p,0,。,现对汽缸加热，使气体温度升高，当温度升到多少摄氏度时，汽缸与地面之间没有压力,?,（,g=10m/s,2,）,B,A,7,、如图所示，容器,C,中装有一定质量的气体，它与,U,形压强计相连，压强计中,B,管水银面比,A,管水银面,D,处低,1cm,，室温为,27,；现将容器,C,浸入温度为,57,的温水中，并调整压强计,B,管的高度后，使,A,管水银面仍在,D,处。设大气压强为,760mmHg,。求：,（,1,）室温,27,时容器,C,中气体的压强；,（,2,）浸入温水中时容器,C,中气体的压强；,（,3,）浸入温水中后，,A,、,B,两管内水银面的高度差。,8,、有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡,A,内封存有一定质量气体，与,A,相连的,B,管插入汞槽中，管内汞面的高度,x,即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由,B,管上的刻度直接读出。设,B,管的体积与,A,泡的体积相比可略去不计。,（,1,）在标准大气压下对,B,管进行温度刻度,（,p,0,=76cmHg,）。已知温度,t,1,=27,时，管内,汞柱高度,x,1,=16cm,，此高度即为,27,的刻度线，,问,t=0,时刻度线在,x,为多少厘米处？,（,2,）若大气压改变为相当于,75cmHg,，利用该测,温装置测量时所得读数仍为,27,，求此时的,实际温度是多少？,三、物体的内能,1、物体内所有分子动能和势能的总和。叫做物体的内能。,温度,是分子平均动能的,标志,；,分子势能与物体的,状态,和,体积,有关。,2、改变内能的两种方式,（1）做功,能量的转换,（2）热传递,能量的转移,四、能量守恒定律,1、两个半径为,R,的马德堡半球合在一起，里面抽成真空。由于大气的作用，两个半球紧紧地靠在一起。要从两面用力,F,使它们分开，,F,至少要多大？（大气压强为,p,0,）,应 用,22,、一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为,80 cm,的气柱，活塞的横截面积为,0. 01 m2,，活塞与气缸间的摩擦不计，气缸侧壁通过一个开口与,U,形管相连，开口离气缸底部的高度为,70 cm,，开口管内及,U,形管内的气体体积忽略不计。已知图所示状态时气体的温度为,7 0C , U,形管内水银面的高度差,h1= 5 cm,，大气压强,p0 =1. 0 105 Pa,保持不变，水银的密度,=13. 6103 kg/m3,求：,（,1,）活塞的重力。,（,2,）现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到,37,时，,U,形管内水银的高度差为多少？,*（,3,）保持上题中的沙粒质量不变，让气缸内的气体逐渐冷却，那么当气体的温度至少降为多少时，,U,形管内的水银面变为一样高？,2、,图像问题,1、化曲线为直线的方法,2、图中,A,、,B,两点代表一定质量的气体的两个状态，若,T,A,=T,B,，沿图线从,A,到,B,的变化过程中，气体的温度如何变化？,考纲要求：,
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