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时间:2018-11-10
《高三物理 气体的状态参量》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
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1.1atm=1.01×105pa=76cmHg,相当于10.3m高水柱所产生的压强。2.气体的状态参量有:(p、V、T)①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。②体积(V):1m3=103l=106ml。③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:PV/T=RM/μ。5.理想气体分子间没有相互
2、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p0cmHg,一端开口的玻璃管内封闭一部分气体,管内水银柱高度为hcm,(或两边水银柱面高度差为hcm),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;⑺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⑴中:G=N,p0S=PS;在⑵图中:p0S+G=pS,p0S+ρghS=pS,取cmHg(厘米汞柱)为压强单位则有:p=p0+h;同理,图⑶中试管内气体的压强为:p=p0-h;采用正交分解法解得:图⑷中:p=p0+hsinθ;图
3、⑸中:p=p0-hsinθ;图⑹中取高出槽的汞柱为研究对象,可得到:p=p0-h;图⑺中取与管内气体接触的水银面(无质量)为研究对象:p0S+ρghS=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甲乙(4)液体可将其表面所受压强向各个方向传递.图8.3-1例2.两个完全相同的圆柱形密闭容器,如图8.3—1所示,甲 中装有与容器等体积的水,乙中充满空气,试问:(1)两容器各侧壁压强的大小关系及压强大
4、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3.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闭阀门。过一段时间后再打开阀门,问会不会
5、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4.一房间内,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.空气密度增大 B.空气分子的平均动增大
6、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5.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( )A.气体的压强变大B.气体的压强变小C.气体的体积变大
7、D.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, P1S P2S图8.3-2封闭气体的压强P2=P0-mgcosθ/s,由于P1<P2,而温度不变,由气态方程,mg θ mg则V2<V1,故AD正确. P0S P0S图8.3-3四、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()m
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