2019高考物理 模型系列之对象模型 专题16 气体模型学案

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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

2、动的平均速率增大，且速率大的分子数增多，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~r0时表现为斥力，在大于r0时表现为引力（r0为引力等于斥

3、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

4、体分子速率分布没有规律D．分子间的距离r存在某一值r0，当rr0时，斥力小于引力【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

5、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

6、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

7、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

8、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，分子无规