2019高考物理 模型系列之对象模型 专题16 气体模型学案.pdf

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1、专题16气体模型模型界定本模型主要是理想气体模型，涉及气体分子动理论、气体定律以及热力学定律与气体状态方程相结合的问题。模型破解1.气体分子动理论:人们从分子运动的微观模型出发，给出某些简化的假定，结合概率和统计力学的知识，提出了气体分子动理论，其主要如下：（i）气体是由分子组成的，分子是很小的粒子，彼此间的距离比分子的直径(10-10m)大许多，分子体积与气体体积相比可以略而不计。（ii）气体分子以不同的速度在各个方向上处于永恒的无规则运动之中。（iii）气体分子运动的速度按一定的规律分布，速度太大或速度太小的分子数目都很少.（iv）温度升高，分子运动的平均速率增大，且速率大的分子数增多

2、，速率小的分子数减小，仍是“中间多，两头少”的分布规律.（v）除了在相互碰撞时，气体分子间相互作用是很微弱的，甚至是可以忽略的。（vi）气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。(vii)分子的平均动能与热力学温度成正比。(viii)分子间同时存在着相互作用力。分子间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小（分子间距越大，引力和斥力都越小；分子间距越小，引力和斥力都越大）。但斥力的变化比引力快，实际表现出来的是引力和斥力的合力。合力在0~r时表现为斥力，在大于r时表现为引力（r为引力等于斥000力的临界点）例11859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后

3、来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标表示分子速率，纵坐标f()表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面国幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是。（填选项前的字母）【答案】D【解析】:分子数的百分比不能小于零,AB错误.速率分布规律是"中间多两边少",由此特点可知答案为D。模型演练1.下列叙述正确的是（）A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积B．物体的内能越大，分子热运动就越剧烈，分子平均动能也就越大C．由于气体分子做无规则运动，所以气体分子速率分布没有规律D．分子间的距离r存在某一值r，当rr时，斥力小于引力

4、000【答案】D2.气体的三个状态参量(i)热力学参量——温度:表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志(ii)几何参量——体积:气体所充满的容器的容积.①气体的体积V是指大量气体分子所能达到的整个空间的体积.封闭在容器内的气体，其体积等于容器的容积②在标准状态下，1mol的任何气体的体积均为22.4L③气体的体积不是气体分子自身体积的总和.(iii).力学参量——压强:气体作用在器壁单位面积上的压力，叫做气体的压强.①压强在数值上等于单位时间内器壁的单位面积上受到气体分子的总冲量.②产生原因：大量气体分子无规则运动碰撞器壁，形成对器壁各处均匀的持续的压力而产生.③决定因素：一定气体的压强

5、大小，微观上取决于分子的运动速度和分子密度；宏观上取决于气体的温度T、体积V.在温度不变时,分子运动平均率不变,气体分子每次与器壁发生碰撞产生的平均冲击力不变,单位时间内与单位面积的器壁发生碰撞的分子次数越多,气体压强越大.在单位时间内与单位面积器壁发生碰撞的分子次数不变时,分子无规则运动越剧烈,每次与器壁碰撞时产生的平均冲击力越大,压强越大.④决定气体分子在单位时间内对单位面积的器壁碰撞次数的因素:单位体积内的分子数与分子无规则运动剧烈程度.例2.关于气体的压强，下列说法中正确的是A．气体的压强是由气体分子间的排斥作用产生的B．温度升高，气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大C．气体

6、的压强等于器壁单位面积上、单位时间内所受气体分子冲量的大小D．当某一密闭容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零【答案】C例3.如图所示，质量为M的绝热活塞把一定质量的理想气体（不考虑分子势能）密封在竖直放置的绝热气缸内。活塞可在气缸内无摩擦地滑动。现通过电热丝对理想气体缓慢地加热。气缸处在大气中，设大气压强恒定。经过一段时间后A．气缸中气体的体积比加热前减小B．气缸中气体的压强比加热前增大C．活塞在单位时间内受气缸中分子撞击的次数比加热前减少D．气缸中气体的内能和加热前一样大【答案】C模型演练2.如图所示，绝热气缸固定在水平地面上，气缸内用绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。开始时活塞静止

7、在图示位置，现用力F使活塞缓慢向右移动一段距离，则在此过程中A.缸内气体对活塞做负功B.缸内气体的内能减小C.缸内气体在单位时间内作用于活塞单位面积的冲量增大D.缸内气体分子在单位时间内与活塞碰撞的次数增加【答案】B【解析】:因缸内气体对活塞的压力向右，故活塞右移时气体对活塞做正功，A错误。活塞右移过程中气体体积膨胀对外做功，而器壁与活塞绝热，故气体内能减少，B正确。由于气体是理想气体，内能只与温度有关，故其温度必然降低