高中物理 第二章 固体、液体和气体 第六讲 气体状态参量教案 粤教版选修33

第六讲气体状态参量

[目标定位] 1.知道描述气体状态的三个参量.2.理解气体的体积、温度和压强.3.会计算气体的压强.4.理解压强的微观意义 .

一、气体的体积

1.定义

气体分子所能达到的空间，也就是气体充满的容器的容积.

2.单位

国际单位制中，体积的单位为立方米，符号：m3，常用的单位还有升、毫升，符号分别为L、mL.

1L＝10－3m3＝1dm3；1mL＝10－6m3＝1cm3.

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＋273K.

5.两种温标比较

(1)两种温标的零点选取不同，热力学温标的零点在摄氏温标的－273.15℃.

(2)两种温标的分度，即每一度的大小相同.

三、压强

1.定义：气体作用在器壁单位面积上的压力.

2.单位：(1)国际单位：帕斯卡，简称：帕，符号：Pa,1Pa＝1N/m2.

(2)常用单位：标准大气压(符号：atm)和毫米汞柱(符号：mmHg).1atm＝1.013×105Pa＝760mmHg.

3.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.

解决学生疑难点

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

一、温度与温标

1.对温度的理解

(1)宏观上，表示物体的冷热程度.

(2)微观上，反映分子热运动的激烈程度，温度是分子平均动能大小的标志.

[温馨提示] (1)分子平均动能大，在宏观上表现为物体的温度高.物体温度的高低，是物体全部分子的平均动能大小的标志.温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的；对于个别分子来说，温度是没有意义的.

(2)同一温度下，不同物质的分子平均动能都相同，但是由于不同物质分子的质量不尽相同，所以分子运动的平均速率大小不相同.

2.温标

(1)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标.

(2)温标的建立，第一选择某种具有测温属性的测温物质，第二确定测温物质随温度变化的函数关系；第三确定温度零点与分度的方法.

(3)摄氏温标和热力学温标

摄氏温标：以冰水混合物(标准大气压下)的温度为零摄氏度，水的沸点(标准大气压下)为100摄氏度进行分度建立摄氏温标.热力学温标：以－273.15℃为0K，温度单位：1K＝1℃，建立的温标.二者关系：

①T＝t＋273.15K，粗略表示T＝t＋273K

②ΔT＝Δt，即单位大小相等

[温馨提示] 热力学温度单位开尔文是国际单位制中的基本单位，热力学温标的零值是低温的极限，永远达不到.

例1下列关于热力学温度的说法中正确的是( )

A.－33℃＝240K

B.温度变化1℃，也就是温度变化1K

C.摄氏温度与热力学温度都可能取负值

D.温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了273K＋t

答案AB

解析本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系.T＝273K＋t，由此可知：－33℃＝240K，故A、B选项正确；D中初态热力学温度为273K＋t，末态为273K＋2t，温度升高了t K，故

D选项错误；对于摄氏温度可取负值的范围为0～－273℃，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C选项错误，本题应选A、B.

借题发挥本题易错选C、D项，热力学温度的零度(绝对零度)是低温的极限，永远达不到，只能接近，故热力学温度不会出现负值.T＝t＋273K而不是ΔT＝Δt＋273K.

二、气体压强的微观意义

1.气体压强产生的原因

单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力.气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力.

2.决定气体压强大小的因素

(1)微观因素

①气体分子的密度：气体分子密度(即单位体积内气体分子的数目)大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多，气体压强就越大；

②气体分子的平均动能：气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁的碰撞(可视作弹性碰撞)给器壁的冲力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间里器壁受气体分子撞击的次数就多，累计冲力就大，气体压强就越大.

(2)宏观因素

①与温度有关：温度越高，气体的平均动能越大；

②与体积有关：体积越小，气体分子的密度越大.

[温馨提示] (1)容器内气体压强的大小与重力无关.与液体压强不同，液体的压强由液体的重力产生，在完全失重的状态下，容器中气体压强不变，而液体的压强消失.

(2)容器内气体的压强与大气压强也不同，大气压强是由重力产生的，且随高度的增大而减小.

例2对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是( )

A.压强变大时，分子热运动必然变得剧烈

B.保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈

C.压强变大时，分子间的平均距离必然变小

D.压强变小时，分子间的平均距离可能变小

答案BD

解析从微观上看，气体压强决定于分子的平均动能和分子密度(分子平均间距)两个因素，所以B、D正确.

三、封闭气体压强的计算

1.液柱封闭气体

等压法：同种液体在同一深度液体的压强相等，在连通器中，灵活选取等压面，利用两侧压强相等求解气体压强.如图1甲所示，同一液面C、D两处压强相等，故p A＝p0＋p h；如图乙