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第三节气体实验定律一、考情分析考试大纲考纲解读1.气体实验定律I2.理想气体I3.理想气体I1.理解三个气体实验定律，能结合分子运动论相关内容从微观解释这三个定律，并能用这三个定律解释问题和进展简单的定量计算，没有必要做那些难度很大的计算题。2.要重视气体实验定律的定量计算及图象类的题。二、考点知识梳理（一）、气体分子运动的特点1.分子间的距离较大：气体很容易压缩，说明气体分子的间距_______。气体分子的平均间距的数量级为10-9m是分子直径数量级10-10m的10倍，故分子间的作用力十分微弱。2.分子间的碰撞频繁：在标准状态下，1立方厘米气体中含有2.7×1019个分子。大量分子__________运动，分子间不断地发生碰撞。在标准状态下，一个空气分子在1秒内与其它空气分子的碰撞竟达65亿次之多。故分子间的碰撞频繁。通常假定分子之间或分子与器壁之间的碰撞为完全弹性碰撞。3.分子沿各方向运动的时机_______：由于大量分子作无规那么的热运动，在某一时刻向任一方向运动的分子都有，就某一个分子在某一时刻，它向哪一方向运动，完全是偶然的。因此，在任一时刻分子沿各方向运动的时机是均等的。26/264.分子速率按一定规律分布：大量分子做无规那么热运动，速率有大、有小。但分子的速率却按照一定的规律分布。即“_____________”的正态分布规律。当气体温度升高时，速率大的分子数增加，分子平均速率增大，因此，温度越高，分子的热运动越___________。(二)、气体状态参量：1.体积V：____________。由于气体分子间的平均距离是分子直径的10倍以上，分子间的相互作用力可以认为是零，因而极易流动和扩散，总是要充满整个容器，故气体的体积等于盛气体的容器的容积。单位m3。2.温度T(t)：（1）温度：从宏观上看，表示物体的_________；从微观上看，是物体内大量分子___________的标志，它反映了气体分子无规那么的剧烈程度。（2）温标：指温度的________。常用温标有_________和_________两种，所对应的温度叫摄氏温度和热力学温度（绝对温度）。两种温度的区别与联系如下表：摄氏温度热力学温度表示符号tT单位摄氏度（℃）开尔文，简称开（k）是七个根本单位之一0度的规定规定一标准大气压下；冰水混合物的温度为０℃，水的沸点为100℃规定-273.15℃为绝对零度，记为0K，实际计算时零度不可到达只可无限接近，是低温的极限26/261度的划分将水的冰点0℃和沸点100℃之间划分成100等份，每1等份叫1℃将水的冰点273.15K和沸点373.15K之间划分成100等份，每1等份叫1K联系T=273+tt=T-273△T=△t3.压强P：定义P＝F/S。气体压强是______________________的结果，单位Pa。大量气体频繁碰撞器壁的结果。气体分子的平均速率越大，碰撞的频繁程度就越大，碰撞的作用力就越大；气体分子的密度越大，碰撞的频繁程度也越大，所以气体的压强与气体分子热运动的剧烈程度有关，也就是与气体的温度有关，同时还与单位体积中分子的数目有关，对一定质量的气体来说压强与气体的体积有关。（三）、气体实验定律：1.玻意耳定律：对一定质量的理想气体在T一定时有_________或_________。2.查理定律：对一定质量的气体在V一定时有：_________(Po为0℃时气体的压强)或___________、_____________。3.盖·吕萨克定律，对一定质量的理想气体在P一定时有__________________(Vo的气体0℃时的体积)或______；___________（四）、理想气体状态方程：1.理想气体：宏观上严格遵守气体__________的气体。2.理想气体状态方程：对一定质量的理想气体有________或_________26/263.克拉珀珑方程：对给定状态下的理想气体，P、V、T遵循以下规律__________式中P、V、T为确定状态下气体的压强、体积、温度，m为气体质量，M为摩尔质量，R为摩尔恒量R＝式中Po=1.013×105Pa,Vo=22.4×10-3m3To=273K。即R=8.31J/mol.k。（五）、气体实验定律的微观解释：1.气体压强的微观解释：气体分子与器壁碰撞时对器壁产生瞬时冲量，大量分子对器壁的频繁碰撞那么对器壁产生______的压力，_________________即为压强。由此可见，气体的压强是大量的气体分子频繁的碰撞器壁的结果。2.气体实验定律的微观解释①玻意耳——马略特定律的微观解释一定质量的气体，温度不变，即分子的总数和分子的平均速率保持不变。当气体体积减小到原来的几分子一，那么单位体积内的分子数就增大到原来的几倍，气体的压强就增大到几倍。体积增大时，情况恰好相反，结果是一定质量的气体当温度一定时，气体的压强与体积成反比。②查理定律的微观解释一定质量的气体，体积保持不变而温度升高时，分子的平均速率增大，因而气体的压强增大。温度降低时，情况恰好相反。③盖·吕萨克定律的微观解释26/26一定质量的气体，温度升高时，气体分子的平均速率增大，对器壁的碰撞次数增多，那么压强增大。要保持压强不变，只有减少单位体积内的分子数，即增大气体的体积，使压强有减小的趋势。当体积增大到一定程度时，压强增大和减小的两种趋势相抵消，那么能保持压强不变。(六)、理想气体的内能及变化1.理想气体的内能由于理想气体分子间无相互作用力，因此不存在分子势能。所以，理想气体的内能只是气体分子热运动的分子功能总和，只与温度和分子数有关而与体积无关。2.理想气体的内能变化①等温变化一定质量的理想气体在温度不变的情况下发生膨胀，由于温度保持不变，所以气体内能不变，即ΔE＝0，气体膨胀对外做功，故W为负值，由W+Q＝ΔE可知Q应为正值，且W与Q的绝对值相等，由此可知，在等温膨胀过程中，气体要从外界吸热，而全部用于对外做功，其系统内能不变。②等容变化在体积不变的情况下，对一定质量的理想气体加热，使它的温度升高，压强增大，所以内能增加，即ΔE＞0。由于气体未变，外界与气体间不做功，即W＝0由W+Q＝ΔE知Q=ΔE。由此可知，在等容变化过程中，气体吸收的热量全部用于其内能的增加。如果气体对外放热，就只能以减少气体的内能为代价。③等压变化26/26在压强不变的情况下，一定质量的理想气体，温度升高，体积增大。所以内能增加，即ΔE＞0。气体对外做功，即W＜0，由W+Q＝ΔE＞0可知，这时气体应从外界吸收热量且Q的绝对值大于W的绝对值，由此可知，在等压膨胀过程中，气体从外界吸收的热量一局部用于增加气体的内能，一局部用于对外做功。④绝热变化物体在状态变化过程中，如果没有与外界发生热交换，这种变化就叫绝热变化。其特点是Q＝0。因此，在绝热压缩的过程中，外界对气体所做的功，全部用于增加气体的内能，使气体的温度升高。在绝热膨胀过程中，气体对外界做功，完全靠气体内能的减少，因而气体的温度降低。三、考点知识解读考点1.气体压强的分析与计算剖析：（1）封闭气体有两种情况：一是平衡状态系统中的封闭气体，二是变速运动系统中的封闭气体。（2）封闭气体压强的计算方法：选与气体接触的液柱（或活塞、汽缸）为研究对象，进展受力分析；再根据运动状态列出相应的平衡方程或牛顿第二定律方程，从而求出压强。（3）气体压强的计算常要用到以下知识①假设液面与外界大气相接触，那么液面下h深处压强p=p0+ρgh，h为坚直深度。②与外界相通时，容器内的压强等于外界气压；用细管相连通的两容器，平衡时两边气体的压强相等。③连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间不连续）的同一水平面上压强相等。26/26④帕斯卡定律：加在密闭、静止液体（或气体）上的压强，能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传递。12-3-1θ[例题1]图13-3-1中气缸静止在水平面上，缸内用活塞封闭一定质量的空气。活塞的的质量为m，横截面积为S，下外表与水平方向成θ角，假设大气压为p0，求封闭气体的压强pθpS1Nmgp0S解析：以活塞为对象进展受力分析，关键是气体对活塞的压力方向应该垂直与活塞下外表而向斜上方，与竖直方向成θ角，接触面积也不是S而是S1=S/cosθ。因此竖直方向受力平衡方程为：pS1cosθ=mg+p0S，得p=p0+mg/S。结论跟θ角的大小无关。【变式训练1】如图12-3-2所示，一端封闭的玻璃管中有一些空气和一段水银柱，将它倒立在水银槽中，上端与弹簧秤相连，那么弹簧秤的示数为.玻璃管的重力和弹簧秤的重力之和.玻璃管的重力和露出液面的那段水银柱的重力之和12-3-2.大气向上的压力减去玻璃管的重力.玻璃管、弹簧秤和露出液面的那段水银柱三者重力之和解析：设大气压强为，玻璃管内被封闭空气的压强为，将玻璃管和露出液面的那段水银柱进展受力分析分别如图12-3-3甲、乙所示，由平衡条件得对玻璃管12-3-3对水银柱26/26式中的、分别为玻璃管和水银柱的质量，为水银柱的横截面积，解以上两式，得由牛顿第三定律可知，玻璃管对弹簧秤的拉力大小，即弹簧秤的示数为故，答案为。知识链接及误点警示：①此题涉及气体压强的概念问题，压强、体积和温度是气体的三个状态参量。对于一定质量的气体来说，三个参量都不变，那么这一定质量的气体就处于一定的状态中；三个参量同时变或其中的两个发生变化时，我们就说气体的状态改变了。注意，不存在只有一个参量发生变化的情况。②这是一道受力分析、平衡条件应用的题目，平衡条件的应用应该是没有什么问题，只要受力分析正确，列出方程求解就可以了。关键在于受力分析时，特别是对于玻璃管的受力分析，容易把玻璃管上端所受的大气压力漏掉，在做类似的题目时应特别注意这一点。考点2.气体的状态实验定律的应用剖析：应用气体实验定律求解气体状态变化中的问题１．关键是确定气体的几个不同状态，对各个状态的状态参量进展分析，准确表示出各个状态的状态参量：ＴＶP。（１）气体温度Ｔ。是热力学温度，分析时要注意：绝热、热的良导体、恒温箱（装置）等字眼，准确判断其温度值。（２）气体的体积V，分析时要注意：液体的不可压缩性与固体总长的不变性。26/26（３）气体的压强P。三个参量中，P的分析内容最丰富，也是力、热综合的渗透点，分析压强紧紧抓住两个根本模型——活塞模型、汽缸模型进展分析，一般根据问题的需要，灵活选择，运用平衡条件或牛顿第二定律求解。２．选取对应的实验定律列方程求解。[例题2]内壁光滑的导热气缸竖直放置在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为、体积为的理想气体。现在活塞上方缓缓倒上沙子，使被封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓缓加热，使气体的温度变为。12-3-4⑴求将气缸刚从水槽中移出时气体的压强及缸内气体的最终体积；⑵在图12-3-4中画出整个过程中气缸内气体的状态变化（大气压强为）。解析：⑴在活塞上方缓缓倒沙的过程中，因气缸导热，所以气缸内被封闭的气体的温度不变，由玻意耳定律得将气缸移出水槽，缓缓加热至的过程中，气体的压强不变，那么由盖·吕萨克定律得解以上两式，得12-3-5代入数据，解得，26/26⑵整个过程中缸内气体的状态变化表示为如图12-3-5所示的过程。命题解读及知识链接：①此题巧妙地设置了两个特殊的状态变化过程：第一个过程因气缸导热，又处在冰水混合物的环境中，并且是将沙子缓缓倒在活塞上，所以是一个等温变化过程；第二个过程因是缓缓加热，并且气缸内壁光滑，所以可以保证气体作等压膨胀。所以，在解题时要注意分析题目中所给的条件，特别是一些隐含的条件，只有这样才能准确判断出气体的状态变化过程，以便选择适宜的物理规律进展解题。②气体的实验定律共有三个，此题中就用了两个，还有一个就是“查理定律”，其表达式为。在应用这三个实验定律的表达式解题时，除了温度的单位必须采用国际单位制中的单位“”以外，其他状态参量的单位，只要能保证同一个状态参量在同一个表达式中的单位统一就可以了。【变式训练2】如图12-3-6所示，水平放置的汽缸内壁光V0BA0.9V0V01.1V01.2V0Vp0.9p01.0p01.1p01.2p0滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0。开始时活塞在A处，缸内气体的压强为1.1p0（p0为大气压强且保持不变），温度为399.3K，现缓慢让汽缸内气体降温，直至297K。求：12-3-6（1）活塞刚离开A处时的温度TA；（2）缸内气体最后的压强p；（3）在右图中画出整个过程的p-V图线。解析：等容过程中活塞离开A时的温度为TA26/26（1）（2）等压过程中活塞到达B处时的温度为TB等容降温过程(也可以直接用状态方程做)（3）0.9V0V01.1V01.2V0Vp0.9p01.0p01.1p01.2p0考点3两段气体相互关联问题的处理剖析：26/26该类问题涉及两局部（或两局部以上）的气体，它们之间虽没有气体变换，但在压强或体积这些量间有一定的关系，分析清楚这些关系往往是解决问题的关键。解决此类问题的一般方法是：１．分别选取每段气体为研究对象，确定初、末状态及其状态参量，根据气态方程写出状态参量间的关系式。２．认真分析每段气体的压强或体积之间的关系，并写出关系式。３．多个方程联立求解。12-3-7AB[例题3](09上海市南汇区)如图12-3-7，水平放置的汽缸内壁光滑，一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两局部，两局部气体可以分别通过放在其中的电热丝加热。开场时，A气体的体积是B的一半，A气体的温度是17ºC，B气体的温度是27ºC，活塞静止。现缓慢加热汽缸内气体，使A、B两局部气体的温度都升高10ºC，在此过程中活塞向哪个方向移动？某同学的解题思路是这样的：设温度升高后，左边气体体积增加，那么右边气体体积减少，根据所给条件分别对两局部气体运用气态方程，讨论出的正负便可知道活塞移动方向。你认为该同学的思路是否正确？如果认为正确，请按该同学思路确定活塞的移动方向；如果认为不正确，请指出错误之处，并通过计算确定活塞的移动方向。解析：该同学思路正确。对A有：对B有：将已知条件代入上述方程，得＞0）故活塞向右移动还可以用下面方法求解：26/26设想先保持A、B的体积不变，当温度分别升高10ºC时，对A有同理，对B有由于>所以>，故活塞向右移动。氧气氢气【变式训练3】（2022年高考江苏卷．物理．9）如图12-3-8所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气（视为理想气体）。初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新到达平衡，以下说法中正确的选项是12-3-8Ａ．初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能Ｂ．系统重新到达平衡时，氢气的内能比初始时的小Ｃ．松开固定栓直至系统重新到达平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气Ｄ．松开固定栓直至系统重新到达平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小【解析】初始时，两室气体的温度相同，故分子平均动能相等，A错；因为气缸是绝热的，所以气缸内气体的总的内能守恒，由于隔板导热，重新平衡后两种气体温度仍相同，即气体内能仍相等，所以每种气体内能均不变，B错；氢气通过隔板对氧气做功，而内能不变，由热力学第一定律可知氢气一定吸收了来自氧气的热量，C正确；到达平衡的过程中，氢气对氧气做功，氧气内能增加；热量从氧气传递到氢气内能又减少，D正确。【答案】CD四、考能训练26/26A根底达标1.一定质量的理想气体处于平衡状态Ⅰ.现设法使其温度降低而压强升高，到达平衡状态Ⅱ，那么（）A.状态Ⅰ时气体的密度比状态Ⅱ时的大B.状态Ⅰ时气体的平均动能比状态Ⅱ时的大C.状态Ⅰ时分子间的平均距离比状态Ⅱ时的大D.状态Ⅰ时每个分子的动能都比状态Ⅱ时的分子平均动能大2.（09·全国卷Ⅰ·14）以下说法正确的选项是（）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3.（09·全国卷Ⅱ·16）如图12-3-9，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两局部，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝。气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次到达平衡时，与初始状态相比（）12-3-9A．右边气体温度升高，左边气体温度不变B．左右两边气体温度都升高26/26C．左边气体压强增大D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量4.（09·上海物理·9）如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两局部，初始温度相同。使A、B升高相同温度到达稳定后，体积变化量为DVA、DVB，压强变化量为DpA、DpB，对液面压力的变化量为DFA、DFB，那么（）A．水银柱向上移动了一段距离B．DVA＜DVBC．DpA＞DpBD．DFA＝DFB5.（08全国卷2）对一定量的气体，以下说法正确的选项是()A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少6.（08重庆卷）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，那么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12-3-107.（08年上海卷）已知理想气体的内能与温度成正比。如图12-3-10所示的实线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，那么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26/268.（08年上海卷）如图12-3-11所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，那么()12-3-11A.弯管左管内外水银面的高度差为hB.假设把弯管向上移动少许，那么管内气体体积增大C.假设把弯管向下移动少许，那么右管内的水银柱沿管壁上升D.假设环境温度升高，那么右管内的水银柱沿管壁上升9．（海南省民族中学2022届高三月考试卷．物理．3）如图12-3-12所示，导热性能良好的气缸内用活塞封闭一定质量的空气，气缸固定不动，外界温度恒定。一条细线左端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后连接在一个小桶上，开场时活塞静止。现在不断向小桶中添加细沙，使活塞缓慢向右移动（活塞始终未被拉出气缸）。忽略气体分子间相互作用，那么在活塞移动过程中，以下说法正确的选项是（）12-3-12A．气缸内气体的分子平均动能变小B．气缸内气体的压强变小C．气缸内气体向外放出热量D．气缸内气体从外界吸收热B能力提升10.（08年山东卷）喷雾器内有10L水，上部封闭有latm的空气2L。关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L（设外界环境温度一定，空气可看作理想气体）。26/26（1）当水面上方气体温度与外界沮度相等时，求气体压强，并从徽观上解释气体压强变化的原因。12-3-13（2）翻开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由。12-3-14AB11.12-3-14图中两个气缸的质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的气缸静止在水平面上，右边的活塞和气缸竖直悬挂在天花板下。两个气缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压为p0，求封闭气体A、B的压强各多大？12.（09·上海物理·21）如图12-3-15，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：（1）稳定后右管内的气体压强p；12-3-15（2）左管A端插入水银槽的深度h。（大气压强p0＝76cmHg）13.（09·山东物理·36）一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。（1）求气体在状态B时的体积。（2）说明BC过程压强变化的微观原因（3）没AB过程气体吸收热量为Q，BC过气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因。12-3-1614.（静安区）如图12-3-16所示，26/26一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端留有一抽气孔．管内下部被活塞封住一定量的理想气体，气体温度为T1．开场时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强到达P0时，活塞下方气体的体积为V1，活塞上方玻璃管的容积为2.6V1。活塞因重力而产生的压强为0.5P0。继续将活塞上方抽成真空并密封，整个抽气过程中，管内气体温度始终保持不变，然后将密封的气体缓慢加热，求（1）活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；（2）当气体温度到达1.8T1时气体的压强．15.（2022年山东省高考冲刺预测卷）内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为、体积为的理想气体．现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为．活塞面积为，大气压强为，取，求：（1）所加沙子的质量．（2）气缸内气体的最终体积．16.（烟台市2022届第一学期期末考））一定质量的理想气体，从状态A经过状态B变化到状态C，如图12-3-17所示，图中BC是平行于横轴的直线，已知气体在状态A时的体积为V A=0.2m3.（1）从状态A到状态B，气体的内能如何变化？（2）求气体在状态B时的压强PB.（3）求气体在状态C时的体积VC.12-3-1712-3-1817．（2022年高考宁夏卷．理综．31.)如图12-3-1826/26所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内，活塞相对于底部的高度为h，可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上外表上。沙子倒完时，活塞下降了h/4。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上外表上。外界天气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。18．(山东省潍坊市2022年高三教学质量检测卷．物理．29)如图12-3-19所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，活塞上升上h，此时气体的温为T1。已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦，求：12-3-19（1）气体的压强。（2）加热过程中气体的内能增加量。（3）现停顿对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度。五、宽乘高气体压强与大气压强的区别因密闭容器中的气体密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生，大小由气体的密度和温度决定，与地球的引力无关，气体对上下左右器壁的压强都是大小相等的。测量气体压强用压强计，如金属压强计（测大的压强用）和液体压强计（测小的压强用）。大气压却是由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强。如果没有地球引力作用，地球外表就没有大气，从而也不会有大气压。由于引力与距离的平方成反比，故大气层分子密度上小下大，从而使得大气压的值随高度而减小。地面大气压的值与地球外表积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值。测量大气压用气压计，它根据托里拆利管的原理制成，借助于一端封闭，另一端插入水银槽内的玻璃管中的水银柱高度来测量大气压强（比较准确），其静止时的读数等于外界大气压值。26/26第三节气体实验定律考点知识梳理（一）较大；永不停息地；均等；中间多，两头少；剧烈；（二）容器的容积；冷热程度；平均动能；数值表示法；摄氏温标；热力学温标；气体分子对容器频繁碰撞；（三）PV＝恒量；P1V1＝P2V2；Pt=Po(1+)；；；Vt＝V0(1+)；＝恒量；（四）三定律；＝恒量；；PV＝RT；（五）持续；单位面积上的压力考能训练1.解析：题中明确给出状态Ⅱ的温度比状态下的温度低，而理想气体的内能仅由温度决定，因此知B对.分子的平均动能增大或减小了，但不能说某时刻所有分子的动能都增大或都减小了，即使有些分子平均动能很大，仍有些分子的动能很小，选项D错误.由分子动理论知，假设该气体体积增大，那么分子间距必然增大，反之，气体体积减小那么分子间平均距离也减小，由理想气体状态方程PV/T=恒量可知V必然减小，由此确定C正确.答案：BC2.解析：此题考察气体局部的知识.根据压强的定义A正确,B错.气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低,但不能说明压强也一定减小,C错.单位体积的气体分子增加,但温度降低有可能气体的压强减小,D错。答案：A26/263.解析：此题考察气体.当电热丝通电后,右的气体温度升高气体膨胀,将隔板向左推,对左边的气体做功,根据热力学第一定律,内能增加,气体的温度升高.根据气体定律左边的气体压强增大.BC正确,右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功,D错。答案：BC4.解析：首先假设液柱不动，那么A、B两局部气体发生等容变化，由查理定律，对气体A：；对气体B：，又初始状态满足，可见使A、B升高相同温度，，，因此，因此液柱将向上移动，A正确，C正确；由于气体的总体积不变，因此DVA=DVB，所以B、D错误。答案：AC5.[解析]：气体分子距离远大于分子大小，所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和，A项错；温度是物体分子平均动能的标志，是表示分子热运动剧烈程度的物理量，B项正确；气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的，C项正确；气体膨胀，说明气体对外做功，但不能确定吸、放热情况，故不能确定内能变化情况，D项错。答案：BC6.[解析]：此题考察气体的有关知识，此题为中等难度题目。随着空气团的上升，大气压强也随着减小，那么空气团的体积会增大，空气团对外做功，其内能会减小，因为不计分子势能，所以内能由其温度决定，那么其温度会降低。所以空气团的体积增大、温度降低、压强减小。答案：C26/267.[解析]：由PV/T为恒量，由图像与坐标轴围成的面积表达PV乘积，从实线与虚线等温线比较可得出，该面积先减小后增大，说明温度T先减小后增大，内能先将小后增大。答案：B8.【解析】：封闭气体的压强等于大气压与水银柱产生压强之差，故左管内外水银面高度差也为h，A对；弯管上下移动，封闭气体温度和压强不变，体积不变，B错C对；环境温度升高，封闭气体体积增大，那么右管内的水银柱沿管壁上升，D对。答案：ACD9．【解析】因温度不变，所以内能不变，活塞缓慢向右移动，体积变大，压强减小，对外界做功，由热力学第一定律必吸收热量，所以选项BD对答案：BD10.解析：(l）设气体初态压强为，体积为；末态压强为，体积为，由玻意耳定律①代人数据得②微观解释：沮度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加。(2）吸热。气体对外做功而内能不变．根据热力学第一定律可知气体吸热。11.解析：求气体压强要以跟气体接触的物体为对象进展受力分析，在此题中，可取的研究对象有活塞和气缸。两种情况下活塞和气缸的受力情况的复杂程度是不同的：第一种情况下，活塞受重力、大气压力和封闭气体压力三个力作用，而且只有气体压力是未知的；气缸受重力、大气压力、封闭气体压力和地面支持力四个力，地面支持力和气体压力都是未知的，要求地面压力还得以整体为对象才能得出。因此应选活塞为对象求pA。同理第二种情况下应以气缸为对象求pB。得出的结论是：26/2612.解析：（1）插入水银槽后右管内气体：由玻意耳定律得：p0l0S＝p（l0－Dh/2）S，所以p＝78cmHg；（2）插入水银槽后左管压强：p’＝p＋rgDh＝80cmHg，左管内外水银面高度差h1＝＝4cm，中、左管内气体p0l＝p’l’，l’＝38cm，左管插入水银槽深度h＝l＋Dh/2－l’＋h1＝7cm。13.解析：设气体在B状态时的体积为VB，由盖--吕萨克定律得，,代入数据得。(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。(3)大于；因为TA=TB，故AB增加的内能与BC减小的内能相同，而AB过程气体对外做正功，BC过程气体不做功，由热力学第一定律可知大于考点：压强的围观意义、理想气体状态方程、热力学第一定律14.解析：（1）活塞上方压强为P0时，活塞下方压强为P0+0.5P0。活塞刚到管顶时，下方气体压强为0.5P0设活塞刚到管顶时温度为T2，由气态方程：解得：T2＝1.2T1（2）活塞碰到顶部后，再升温的过程是等容过程。由查理定律得：解得：P2＝0.75P026/2615.解析：（1）在冰水混合物中时，被封气体发生等温变化又（2）当被封气体温度变为时，气体发生等压变化其中16.解析：（1）气体内能增加（2）A→B气体做等容变化（3）B→C气体做等压变化17．【解析】此题考察玻马定律，对气体作为研究对象，分第一次加小盒沙子和第二次加沙子两次列玻马定律方程求解。设大气和活塞对气体的总压强为p0，加一小盒沙子对气体产生的压强为p，图8由玻马定律得26/26①由①式得②再加一小盒沙子后，气体的压强变为p0+2p。设第二次加沙子后，活塞的高度为h′′③联立②③式解得h′=④【答案】h18．【解析】（1）取活塞为研究对象，由受力平衡得…………①（2）气体对外做功…………②由热力学第一定律得…………③解得…………④（3）设活塞回到原位置时，气体的温度为T2那么…………⑤由气态方程…………⑥解得…………⑦【答案】（1）（2）（3）26/26实验十一用油膜法估测分子大小考点知识梳理体积V；面积S；单分子油膜；球形；考能训练1.ABD2.B3.A4.CFBAED5.B6.量筒、坐标纸8.109解析：仔细分析每一步骤——由①得油酸酒精溶液中的油酸浓度为；由②得1滴油酸酒精溶液中的油酸含量为；弄清③④⑤⑥各步骤的意义，得油酸分子的半径10解析：11．（1）球形单分子油膜直径（2）1.11×10－9。12. D＝V/S 6MS3/ρπV313．解：（1）油膜的面积S=72×4cm2=288cm2(2)每滴溶液中含有的纯油酸体积V=mL=8×10-6mL（3）油酸分子的直径3×10-8cm=3×10-10m26/26
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