高中物理 2.6 气体状态参量同步备课课件 粤教版选修33

第二章固体、液体和气体第二章固体、液体和气体第六节第六节 气体状态参量气体状态参量 栏目链接栏目链接1 1理解描述气体状态的三个状态参量：温度、理解描述气体状态的三个状态参量：温度、体积、压强的物理意义体积、压强的物理意义2 2理解热力学温标和绝对零度的意义，掌握热理解热力学温标和绝对零度的意义，掌握热力学温度与摄氏温度的换算关系力学温度与摄氏温度的换算关系3 3理解气体压强的微观解释及影响压强的因理解气体压强的微观解释及影响压强的因素素 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接研究物理学问题，要用研究物理学问题，要用些物理量来描述研究对些物理量来描述研究对象问题不同，所用的物理量也不同，在力学中用位移、象问题不同，所用的物理量也不同，在力学中用位移、速度等物理量描述物体的机械运动研究气体的热学性质，速度等物理量描述物体的机械运动研究气体的热学性质，要用什么物理量呢？例如，如何解释打足气的自行车车胎要用什么物理量呢？例如，如何解释打足气的自行车车胎在阳光曝晒下会爆胎？物理学中，要用体积、压强、温度在阳光曝晒下会爆胎？物理学中，要用体积、压强、温度等物理量来描述气体的状态，并把这几个物理量叫做气体等物理量来描述气体的状态，并把这几个物理量叫做气体的状态参量的状态参量 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接1 1描述气体状态的三个物理量是描述气体状态的三个物理量是_、_和和_因气体分子可以因气体分子可以_移移动，所以气体总要充满整个容器，一般情况下气体的体动，所以气体总要充满整个容器，一般情况下气体的体积积_容器的容积容器的容积2 2若一定质量的水由若一定质量的水由17 17 加热到加热到37 37 ，则它的，则它的初始热力学温度初始热力学温度T T1 1_ K_ K，摄氏温度的变化，摄氏温度的变化t t_ _ ，热力学温度的变化，热力学温度的变化T T_ K_ K，因，因此两种温度的每一度大小此两种温度的每一度大小_压强压强体积体积温度温度自由自由等于等于2902020相同相同 栏目链接栏目链接3 3封闭气体的压强是大量分子封闭气体的压强是大量分子_地碰撞器壁地碰撞器壁产生的，它等于大量气体分子作用在器壁产生的，它等于大量气体分子作用在器壁_上的平上的平均作用力，它与大气压强产生的原因不同，大气压强是由均作用力，它与大气压强产生的原因不同，大气压强是由空气的空气的_产生的产生的4 4封闭气体的压强大小从微观上看与气体分子的封闭气体的压强大小从微观上看与气体分子的_和分子的和分子的_有关，分子的有关，分子的_越大，气体分子越越大，气体分子越_，气体的压强越大，气体的压强越大，从宏观上看，气体的压强与从宏观上看，气体的压强与_和和_有关有关频繁频繁单位面积单位面积重力重力平均动能平均动能密集程度密集程度平均动能平均动能密集密集温度温度体积体积 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接考点考点1 1 气体的三个状态参量气体的三个状态参量1 1气体的状态参量气体的状态参量研究气体的性质时，常用气体的体积、温度、压研究气体的性质时，常用气体的体积、温度、压强来描述气体的状态强来描述气体的状态2 2体积体积( (V V) )(1)(1)含义：指气体分子所能达到的空间含义：指气体分子所能达到的空间(2)(2)单位：国际单位单位：国际单位m m3 3，常用单位还有，常用单位还有L L、mL.mL.1 L1 L10103 3 m m3 31 dm1 dm3 3，1 mL1 mL10106 6 m m3 31 cm1 cm3 3. . 栏目链接栏目链接3 3温度温度(1)(1)物理意义：表示物体冷热程度的物理量物理意义：表示物体冷热程度的物理量(2)(2)微观含义：温度是物体分子热运动平均动能的标微观含义：温度是物体分子热运动平均动能的标志，表示为：志，表示为：T T. .(3)(3)两种温标两种温标摄氏温标：表示的温度称为摄氏温度，规定摄氏温标：表示的温度称为摄氏温度，规定1 1标准标准大气压下，大气压下， 冰水混合物的温度为冰水混合物的温度为0 0 ，沸水的温度为，沸水的温度为100 100 ，用符号，用符号t t表示表示 栏目链接栏目链接热力学温标：表示的温度称为热力学温度，规定热力学温标：表示的温度称为热力学温度，规定273.15 273.15 为热力学温度的为热力学温度的0 K0 K表示符号为表示符号为T T，单位为，单位为开尔文，符号为开尔文，符号为K.K.热力学温度是国际单位制中七个基本物热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一理量之一.0 K.0 K称为绝对零度，是低温的极限称为绝对零度，是低温的极限两种温度的关系：两种温度的关系：T Tt t273.15 K273.15 K，一般地表示为，一般地表示为T Tt t273 K273 K，两种，两种温标的零点不同，但分度方法相同，即温标的零点不同，但分度方法相同，即T Tt t. .4 4压强压强( (p p) )(1)(1)定义：气体作用在器壁单位面积上的压力定义：气体作用在器壁单位面积上的压力 栏目链接栏目链接(2)(2)单位：国际单位单位：国际单位PaPa，常用单位还有标准大气压，常用单位还有标准大气压atmatm、毫米汞柱毫米汞柱 mmHg.mmHg.1 Pa1 Pa1 N/m1 N/m2 2，1 atm1 atm1.0131.01310105 5 Pa Pa，1 mmHg1 mmHg133 Pa133 Pa，1 atm1 atm76 cmHg76 cmHg760 mmHg.760 mmHg.例例1 1( (双选双选) )关于热力学温度，下列说法正确的是关于热力学温度，下列说法正确的是( () )A A23 23 250 K250 K 栏目链接栏目链接B B温度升高温度升高11，也就是温度升高，也就是温度升高1 K1 KC C温度由温度由t t 升高到升高到2 2t t ，对应的热力学温度升，对应的热力学温度升高了高了(273(273t t)K)KD D热力学温度和摄氏温度都可能取负值热力学温度和摄氏温度都可能取负值解析：解析：由摄氏温度和热力学温度的关系式由摄氏温度和热力学温度的关系式T Tt t273 273 K K可知，可知，23 23 250 K250 K，A A、 B B正确；正确；D D中初态热力学温中初态热力学温度为度为t t273 K273 K，末态为，末态为2 2t t273 K273 K，温度变化为，温度变化为t t K K，故，故D D错误；对于摄氏温度可取负值的范围为错误；对于摄氏温度可取负值的范围为0 0273 273 ，因，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，C C错误错误答案：答案：ABAB 栏目链接栏目链接课课 堂堂训训 练练1 1( (双选双选) )关于热力学温标和摄氏温标，正确的说法关于热力学温标和摄氏温标，正确的说法是是( () )A A热力学温标中的每热力学温标中的每1 K 1 K 与摄氏温标中每与摄氏温标中每1 1 大小大小相等相等B B热力学温度升高热力学温度升高1 K1 K大于摄氏温度升高大于摄氏温度升高1 1 C C热力学温度升高热力学温度升高1 K1 K等于摄氏温度升高等于摄氏温度升高1 1 D D测得今天气温为摄氏温度测得今天气温为摄氏温度20 20 ，即热力学温度，即热力学温度20 20 K K 栏目链接栏目链接解析：解析：热力学温标和摄氏温标的计算方式中，仅是热力学温标和摄氏温标的计算方式中，仅是起点不同，热力学温标中变化起点不同，热力学温标中变化1 K与摄氏温标中变与摄氏温标中变1 是是相同的，故相同的，故A、C正确，正确，B错误；根据错误；根据Tt273 K可知摄可知摄氏温度氏温度20 的物体热力学温度为的物体热力学温度为293 K ，D错误错误答案：答案：AC课课 堂堂训训 练练 栏目链接栏目链接考点考点2 2 气体压强的微观意义气体压强的微观意义1 1气体压强产生的原因气体压强产生的原因单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力气体的压繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力2 2决定气体压强大小的因素决定气体压强大小的因素(1)(1)微观因素微观因素气体分子的密度：气体分子密度气体分子的密度：气体分子密度( (即单位体积内气即单位体积内气体分子的数目体分子的数目) )大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多，气体压强就越大；分子数就多，气体压强就越大； 栏目链接栏目链接气体分子的平均动能：气体的温度高，气体分子的气体分子的平均动能：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平均动能就大，每个气体分子与器壁的碰撞( (可视作弹性可视作弹性碰撞碰撞) )给器壁的冲力就大；从另一方面讲，分子的平均速给器壁的冲力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间里器壁受气体分子撞击的次数就多，累率大，在单位时间里器壁受气体分子撞击的次数就多，累计冲力就大，气体压强就越大计冲力就大，气体压强就越大(2)(2)宏观因素宏观因素与温度有关：在体积不变的情况下，温度越高，气与温度有关：在体积不变的情况下，温度越高，气体的平均动能越大，气体的压强越大；体的平均动能越大，气体的压强越大；与体积有关：在温度不变的情况下，体积越小，气与体积有关：在温度不变的情况下，体积越小，气体分子的密度越大，气体的压强越大体分子的密度越大，气体的压强越大 栏目链接栏目链接注意：注意：(1)(1)容器内气体压强的大小与重力无关与液容器内气体压强的大小与重力无关与液体压强不同，液体的压强由液体的重力产生，在完全失重体压强不同，液体的压强由液体的重力产生，在完全失重的状态下，容器中气体压强不变，而液体的压强消失的状态下，容器中气体压强不变，而液体的压强消失(2)(2)容器内气体的压强与大气压强也不同，大气压强容器内气体的压强与大气压强也不同，大气压强是由重力产生的，且随高度的增大而减小是由重力产生的，且随高度的增大而减小例例2 2对于一定量的气体，下列论述中正确的是对于一定量的气体，下列论述中正确的是( () )A A当分子热运动剧烈时，压强必变大当分子热运动剧烈时，压强必变大B B当分子热运动剧烈时，压强可能不变当分子热运动剧烈时，压强可能不变 栏目链接栏目链接解析：解析：从微观来说，气体压强是垂直作用在器壁单从微观来说，气体压强是垂直作用在器壁单位面积上的平均冲击力，压强微观上由分子平均动能和位面积上的平均冲击力，压强微观上由分子平均动能和分子数密度决定，故分子数密度决定，故B B正确，正确，A A、C C、D D错误错误答案：答案：B BC C当分子间的平均距离变大时，压强必变小当分子间的平均距离变大时，压强必变小D D当分子间的平均距离变大时，压强必变大当分子间的平均距离变大时，压强必变大 栏目链接栏目链接课课 堂堂训训 练练2 2密闭容器中气体的压强是密闭容器中气体的压强是( () )A A由于重力产生的由于重力产生的B B由于分子间的相互作用力产生的由于分子间的相互作用力产生的C C大量气体分子频繁碰撞器壁产生的大量气体分子频繁碰撞器壁产生的D D在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强有压强 栏目链接栏目链接解析：解析：密闭容器中的气体由于自身重力产生的压强密闭容器中的气体由于自身重力产生的压强很小，可忽略不计其压强是由气体分子频繁碰撞器壁产很小，可忽略不计其压强是由气体分子频繁碰撞器壁产生的，大小由气体的温度和密度决定失重时，气体分子生的，大小由气体的温度和密度决定失重时，气体分子仍具有分子动能，对密闭容器的器壁仍然有压强的作用，仍具有分子动能，对密闭容器的器壁仍然有压强的作用，故答案为故答案为C.答案：答案：C 栏目链接栏目链接