高中物理 2.6气体状态参量学案（含解析）粤教版选修3-3

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1、学案6　气体状态参量[学习目标定位]1.知道描述气体的三个状态参量：体积、温度和压强.2.理解热力学温标和摄氏温标的区别与联系.3.能用分子动理论和统计观点解释气体的压强．1．扩散现象和布朗运动反映了分子永不停息地做无规则的热运动．2．温度是表示物体冷热程度的物理量，是物体分子热运动平均动能的标志．3．物体单位面积上受到的压力叫压强．一、气体的体积气体分子所能达到的空间，也就是气体充满的容器的容积．二、温度和温标1．温度：物体内部分子热运动平均动能的标志．2．温标：温度的数值表示法，一般有摄氏温标和热力学温标两种，国际单位制中用热力学温标表示温度．3．热

2、力学温度：用热力学温标表示的温度，单位：开尔文，符号：K.4．热力学温度和摄氏温度的大小关系T＝t＋273.15K，近似表示为T＝t＋273_K.三、压强1．定义：气体作用在器壁单位面积上的压力．2．决定压强的因素(1)宏观上跟气体的温度和体积有关．(2)微观上跟气体分子的平均动能和分子的密集程度有关.一、两种温标的关系名称比较项目摄氏温标热力学温标零度的规定一个标准大气压下冰水混合物的温度－273.15°C温度名称摄氏温度热力学温度温度符号tT单位名称摄氏度开尔文单位符号°CK关系①T＝t＋273.15K，粗略表示：T＝t＋273K②ΔT＝Δt说明：热

3、力学温度的零度叫绝对零度，即－273.15°C，它是低温的极限，可以无限接近但不能达到．二、压强的微观意义[问题设计]气体压强是否与固体和液体的压强一样，也是由气体的重力产生的呢？答案　不是．[要点提炼]1．气体压强的微观决定因素是气体分子的平均动能和分子的密集程度．(1)密集程度一定时，分子的平均动能越大，分子碰撞器壁时对器壁产生的作用力就越大，气体的压强也就越大．(2)分子平均动能一定时，气体分子越密集，每秒撞击器壁单位面积的分子就越多，气体压强就越大．2．气体压强的宏观决定因素是温度和体积．三、封闭气体压强的计算[要点提炼]1．取等压面法根据同种液

4、体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等列方程求气体压强．例如，图1中同一液面A、C、D处压强相等，则pA＝p0＋ph.图12．力平衡法选与封闭气体接触的液柱(或活塞、气缸)为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强．[延伸思考]　若容器处于加速运动状态时，又该如何计算封闭气体的压强呢？答案　当容器处于加速运动状态时，选与封闭气体接触的物体如液柱、气缸或活塞等为研究对象，由牛顿第二定律求出封闭气体的压强．一、两种温标的关系例1　(双选)关于热力学温标和摄氏温标，下列说法正确的是(　　)A．热力学温标中的每1K与摄氏温标中

5、的每1°C大小相等B．热力学温度升高1K大于摄氏温度升高1°CC．热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1°CD．某物体的摄氏温度为10°C，即热力学温度为10K解析　热力学温标和摄氏温标尽管是不同标准的计数方式，但仅是起点不同，热力学温标中变化1K与摄氏温标中变化1°C是相同的，故选项A、C正确，选项B错误．摄氏温度为10°C的物体，其热力学温度为283.15K，选项D错误．答案　AC二、压强的微观意义例2　(双选)封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是(　　)A．气体的密度增大B．气体的压强增大C．气体分子的平均

6、动能减小D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多解析　当气体体积不变时，气体分子的密集程度不变，温度升高，气体分子的平均动能增大，所以单位时间内气体分子对单位面积器壁碰撞次数增多，故气体的压强增大，B、D选项正确．答案　BD三、封闭气体压强的计算例3　(单选)如图2所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M.通过弹簧吊在天花板上，气缸内封有一定质量的气体．缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，大气压强为p0.则封闭气体的压强为(　　)图2A．p＝p0＋mg/SB．p＝p0＋(M＋m)g/SC．p＝p0－Mg/SD．p＝mg/S解析　对气缸缸套进行受力分析，如图所示

7、．由平衡条件可得：p0S＝Mg＋pS所以p＝p0－故C正确．答案　C例4　求图3中被封闭气体A的压强．其中(1)、(2)、(3)图中的玻璃管内都灌有水银，(4)图中的小玻璃管浸没在水中．大气压强p0＝76cmHg.(p0＝1.01×105Pa，g＝10m/s2，ρ水＝1×103kg/m3)图3解析　(1)pA＝p0－ph＝76cmHg－10cmHg＝66cmHg(2)pA＝p0－ph＝76cmHg－10sin30°cmHg＝71cmHg(3)pB＝p0＋ph2＝76cmHg＋10cmHg＝86cmHgpA＝pB－ph1＝86cmHg－5cmHg＝81cm

8、Hg(4)pA＝p0＋ρ水gh＝1.01×105Pa＋1×103×10×1.2P