物理-理想气体压强与温度的微观意义
第2节气体实验定律的微观解释
11
12/10
12
13/10
13
如图所示的图象中，一定质量的理想气体沿箭 头所示方向发生状态变化，则该气体压强的变 化是[ AC ] A．从c→d，压强减小 B．从d→a，压强增大 C．从a→b，压强增大 D．从b→c，压强不变
14/10
14
一定质量的理想气体状态变化过程中，其压强p 与摄氏温度t的变化规律如图中直线ab所示（直 线ab延长线通过坐标原点），根据图象可以判定 （ B）
则极板带电量将增大
24/10
24
如图，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源
相连，极板水平放置，极板间距为d；在下极板上叠 放一厚度为l的金属板，其上部空间有一带电粒子P静
止在电容器中。当把金属板从电容器中快速抽出后，
粒子P开始运动。重力加速度为g。粒子运动的加速
度为
A．
B．
C．
D．
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25
4/10
4
微观解释：一定质量的某种理想气体，温度 保持不变时，分子的平均动能是一定的．在 这种情况下，体积减小时，分子的密集程度 增大，单位时间内撞到单位面积器壁上的分 子数就增多，气体的压强就增大。
5/10
5
微观解释：一定质量的气体，在体积保持不 变时，则分子密集程度不变，温度升高，分 子平均动能增大，单位面积分子撞击器壁的 作用力变大，所以气体的压强增大。
四、带电粒子在电场中的运动 电子电荷量为e，质量为m，以速度v0沿着电场线 射入场强为E的匀强电场中，如图所示，电子从A 点入射到达B点速度为零，则A、B两点的电势差为 _________；A、B间的距离为_________.
10/12/2019
如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度
热学中的理想气体压强与温度关系
热学中的理想气体压强与温度关系热学是研究物体温度、热能传递及其它热现象的一门学科。
理想气体压强与温度的关系是热学中的一个重要内容。
在气体状态方程中，理想气体压强与温度有着密切的关联，下面我们将从分子级微观角度以及宏观理想气体方程两个方面来探讨这一关系。
首先，我们从微观角度来看。
理想气体的分子是以高速无规则运动的，且相互之间没有相互作用力的。
当气体分子气温升高时，其平均动能也会增大，分子的高速运动将在容器内壁产生更大冲击力。
因此，气体分子在单位面积上所产生的撞击次数也会随之增加，进而使得容器壁所受到的气体分子撞击力增大。
于是我们可以得出，理想气体的压强与温度呈正相关的关系。
其次，我们从宏观角度上看。
根据理想气体方程，PV=nRT，其中P为气体压强，V为气体体积，n为气体的物质量，R为气体常数，T为气体温度。
根据此方程，我们可以得出压强与温度的关系为P∝T。
这是因为，在其他条件不变的情况下，当气体温度升高时，理想气体的分子动能增大，分子的冲击力也会增大，从而增加了气体分子对容器壁的撞击次数，使得压强增大。
理想气体压强与温度的关系还可以从热力学的角度进行解释。
根据热力学第一定律，气体在绝热条件下，其内能的增加等于外界对气体做功，即ΔU=W。
而对于理想气体而言，ΔU=CvΔT，其中ΔU为气体内能的增加，Cv为气体的等容热容量，ΔT为气体温度的变化。
由此可得，W=CvΔT。
若假设气体体积不变，即V=常量，则对于这种情况下的气体，ΔU=0，因此W=0。
由此可知，当理想气体在等容过程中，对外界做功为0，即没有外界对气体做功。
而根据理想气体方程，PV=nRT，如果V为常量，那么P∝T。
所以我们可以得出，在等容过程中，理想气体压强与温度呈正比关系。
总结一下，无论从微观角度还是在宏观层面上，理想气体压强与温度都有密切的关系。
根据理想气体方程可以得知，理想气体的压强与温度呈正比。
而从热力学角度解释，压强与温度的关系可以通过热力学第一定律以及理想气体的等容过程来说明。
气体状态理想气体与压强体积温度的关系
气体状态理想气体与压强体积温度的关系理想气体是指在一定温度范围内，无论其是何种气体，都服从理想气体状态方程，即PV = nRT。
在这个方程中，P代表气体的压强，V 代表气体的体积，n代表气体的物质量，R为气体常数，T代表气体的温度。
根据理想气体状态方程，我们可以推导出理想气体与压强、体积和温度之间的关系。
下面将分别讨论这三个关系。
压强与体积之间的关系：根据理想气体状态方程PV = nRT，我们可以得到压强与体积之间的关系：P1V1 = P2V2其中P1和V1分别代表气体初态的压强和体积，P2和V2分别代表气体末态的压强和体积。
从这个式子中，我们可以看出压强和体积是成反比关系的。
当气体的体积增大时，其压强会减小；相反，当气体的体积减小时，其压强会增大。
体积与温度之间的关系：根据理想气体状态方程PV = nRT，我们可以将其转化为：V1/T1 = V2/T2其中V1和T1分别代表气体初态的体积和温度，V2和T2分别代表气体末态的体积和温度。
从这个式子中，我们可以看出体积和温度是成正比关系的。
当气体的温度增大时，其体积也会增大；相反，当气体的温度减小时，其体积也会减小。
压强与温度之间的关系：根据理想气体状态方程PV = nRT，我们可以将其转化为：P1/T1 = P2/T2其中P1和T1分别代表气体初态的压强和温度，P2和T2分别代表气体末态的压强和温度。
从这个式子中，我们可以看出压强和温度也是成正比关系的。
当气体的温度增大时，其压强也会增大；相反，当气体的温度减小时，其压强也会减小。
综上所述，理想气体的压强、体积和温度之间存在着一定的关系。
通过理想气体状态方程，我们可以推导出压强与体积、体积与温度、压强与温度之间的关系。
这些关系很好地描述了气体状态的变化规律，对于理解气体行为和研究气体性质具有重要意义。
理想气体的微观解释
第八单元第 4 课时气体热现象的微观意义【学习目标】1．在物理知识方面的要求：（1）能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。
（2）能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。
2．通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想像能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。
3．通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。
重点、难点分析1．用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节课的重点，它是本节课的核心内容。
2．气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想像力。
预习案●请见《非常学案》第19页《课前新知导学》部分！探究案I.学始于疑——我思考，我收获设问：气体分子运动的特点有哪些？设问：气体压强大小反映了气体分子运动的哪些特征呢？学习建议：用3分钟时间认真思考上述问题，并结合预习中自己的疑惑开始下面的探究学习。
II.质疑探究——质疑解疑、合作探究探究点一、关于气体分子运动及统计规律1）气体间的距离较大，，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。
（2）分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞。
气体通过这种碰撞可传递能量，其中任何一个分子运动方向和速率大小都是，这就是杂乱无章的气体分子热运动。
（3）从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是。
（4）大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大。
（5）温度是分子热运动平均动能的标志，对确定的气体而言，温度与有关，温度越高，反映气体分子热运动的平均速率越大。
探究点一、关于气体压强微观解释体积影响到分子密度（即单位体积内的分子数），对确定的一定质量的理想气体而言，分子总数N是一定的，当体积为V时，单位体积内的分子数n与体积成反比，即体积越大时，n越小。
理想气体的压强温的微观意义
利用上述观点，若气体系统中有N个分子，每个分子 质量为 m0，气体质量 m =Nm0
摩尔质量 M =NAm0
PV m RT Nm0 RT N R T
M
N Am0
NA
压强P可以表示为
NR
P
T
V NA
令：n 表示分子数密度， n N V
k 表示玻尔兹曼常数
k R 1.38 10 -23 JK-1 NA
273
5
3.注意几点
理想气体状态方程适用条件
PV mБайду номын сангаасRT M
①.理想气体 ②.处在热平衡态
理想气体状态方程：单位要配套使用
P VT
R
P a m 3 k 8.31J ·m ol-1·k -1
a t m l k 0.082a t m ·l·m ol-1·k-1
6
例1：一氧气瓶盛有体积为 V1=30l，压强为 P1=130 atm 的氧气，若压强下降到P2=10 atm,就应停止使用重新灌 气，有一车间每天用掉 P3 = 1 atm、V3 = 40 l 的氧气，问 这瓶氧气能用几天？设使用中温度不变。
它们具有共同的、稳定的宏观性质，称为温度。
温标：用于衡量温度高低，有热力学温标、摄氏温标、
华氏温标。
1
§7-3.理想气体状态方程
1.什么是理想气体
理想气体是一种理想化的模型，它的模型有两种。
宏观模型 微观模型
温度不太低
两种模型是等价的，当气
压强不太高
体的压强较低时，气体较 稀薄，分子间的距离较大，
11
v
2 x
N
v
2 ix
N i 1
同理，分子速度在y、z方向的平方平均值：
大学物理02理想气体的压强和温
v
2 x
v1x 2
v2x2 N
vNx 2
N i 1
vi2x N
同理，分子速度在y、z方向的方均值：
v
2 y
N i 1
vi2y N
v
2 z
N
v
2 iz
N i 1
由于分子在x、y、z三个方向上没有哪个方向的运
动占优势，所以，分子的三个速度方均值相等。
v
2 x
v
2 y
v
2 z
由矢量合成法则，分子速度的方均值为：
P
1 3
nmv2
2 3
n t
与
P
nkT
比较有：
2 3
n
t
nkT
温度公式： t
明确几点：
3 2
kT
1.温度是对大量分子热运动的统计平均结果，对个别 分子温度无意义。
2. T t 分子运动得越激烈，温度越高。
温度是分子平均平动动能的标志。
3. 不同气体温度相同，平均平动动能相同。
12
4.由P=nkT可知标准状况下分子数密度。
1 3
nmv2
2 3
n t
由气体的质量密度： M
V
Nm V
nm
压强公式又可表示为：P 1 v2
注意几点：
3
1.压强是由于大量气体分子碰撞器壁产生的，它是对
大量分子统计平均的结果。对单个分子无压强的概念。
2.压强公式建立起宏观量压强 P 与微观气体分子运动之 间的关系。
11
三、温度公式
由压强公式
平衡态下，器壁各处压强相等，取直角坐标系，在
垂直于x轴的器壁上任取一小面积dA,计算其所受的压
8-2理想气体的压强公式
vz
单个分子对器壁碰撞特性 : 偶然性 、不连续性.
大量分子对器壁碰撞的总效果 ： 恒定的、持续 的力的作用 . 热动平衡的统计规律 （ 平衡态 ）
dN N 1）分子按位置的分布是均匀的 n dV V
2）分子各方向运动概率均等
分子运动速度
vi vix i viy j viz k
*3 一容器内储有氧气，温度为27oC， 其压强为1.02×105Pa，求: (1)气体分子数 密度； (2)氧气的质量密度； (3)分子的平 均平动动能； (4)分子间的平均距离． 解 (1) n p / kT 2.44 10 25 m 3
(2) M / V p / RT 1.3 kg.m 3 (3) k 3kT / 2 6.2110
温度的微观解释
3 a、分子的平均平动能与温度的关系 k kT 2 b、温度的微观本质：
温度是气体内部分子热运动强弱程度的标志。
说明：
(1) 结论在低温高压条件下不适用(因为到4K时所 有气体都不存在)。
(2) 实际气体只在常温常压下, 才接近于理想气 体的行为。
三、方均根速率 v 2
扩散现象的解释: m大的气体分子，v小，扩散慢; T相同: m小的气体分子，v大，扩散快。
则有： pV=NRT/NA 定义玻耳兹曼常数: k =R/NA =1.3810-23JK-1
则 pV=NkT 或: p=nkT 比较 p = nkT 和 得平均平动能:
p 2 3 n k
1 3 2 mv kT 2 2
k
气体分子的平均平动能与系统的温度成正比， 温度是气体内部分子热运动强弱程度的标志。
x
2 mvix
m Nm Nm 2 2 vix vx x x i x i N x i
5-2、5-3理想气体的压强、温度和内能详解
系统分类： 封闭系统 开放系统 热力学过程 准静态过程 非静态过程
平衡态系统
非平衡态系统
pV
m
RT
分子热运动的基本特征是永恒的运动与频繁 的相互碰撞。 分子热运动具有无序性与统计性，必须兼顾两种 特征，应用统计方法。 统计规律只适用于大量分子的整体。
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§5-2 理想气体的压强和温度公式
Na m0
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把它们代入理想气体状态方程
pV
得到：
m
RT
波耳兹 曼常量
N R p T V NA
令
R 23 -1 k 1.38 10 J K NA
p nkT
与分子种 类无关
2 p n kt 3
3 kt kT 2
理想气体的温度公式
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温度的统计意义
a. 温度实质（统计概念） 统计平均值
3 kt kT 宏观量温度 2
微观量平均平动动能
热运动剧烈程度 b. 温度反映大量分子热运动的剧烈程度。
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四、 理想气体定律的推证
（1）阿伏加德罗定律
2 3 2 N R T p n kt n kT V NA 3 2 3
一、从气体分子运动看气体压强的形成
气体的压强是由大量分子在和器壁碰撞中不断给器壁以
力的作用所引起的。
二、理想气体压强公式的推导
※一个分子一次与器壁A1碰 撞给予A1 的冲量为 2m x ※△t时间内一个分子的多次 碰撞给予A1的冲量为
y
y
A2
m x t 2m x 2l1 l1
§6.2 理想气体的压强及温度的微观意义
dI =
(vix >0)
2 (2m⋅ nivix ⋅ dt ⋅ dS) ∑
x
1 2 ( = ∑ 2m⋅ nivix ⋅ dt ⋅ dS) 2 i
大量分子频繁碰撞，器壁受持续压力！ 大量分子频繁碰撞，器壁受持续压力！ 持续压力
vixdt
dS
dF dI dt 2 p= = = m∑nivix dS dS i
vi ~ vi + dvi
的分子数共有n 的分子数共有 i个 ; 总分子数密度： 总分子数密度：
n = ∑ni
i
dt内速度为 vi与面元 碰撞的分子个数为： 内速度为 与面元dS碰撞的分子个数为 碰撞的分子个数为：
∆Ni = ni ⋅ vixdt ⋅ dS
一个分子在一次碰撞过程中给容器 一个分子在一次碰撞过程中给容器 壁的冲量为： 壁的冲量为： vixdt dS
v =
2 x
2 Nivix ∑ i
N
=
2 nivix ∑ i
n
1 2 = v 3
p = 1 nmv 2 3
[定义] 分子平均平动动能： 分子平均平动动能：
N,n
p,V,T vixdt dS
x
εkt = 1 mv
2
2
大量分子频繁碰撞，器壁受持续压力！ 大量分子频繁碰撞，器壁受持续压力！ 持续压力
dF dI dt 2 p= = = m∑nivix dS dS i
☻温度是对大量分子热运动的统计平均结果，对个别 温度是对大量分子热运动的统计平均结果， 温度是对大量分子热运动的统计平均结果 分子温度无意义。 分子温度无意义。 ☻不同气体温度相同，平均平动动能 εkt 相同。 不同气体温度相同， 相同。 不同气体温度相同
7-2理想气体的压强公式和温度的统计意义详解
热动平衡的统计规律（ 平衡态 ） （1）分子按位置的分布是均匀的.
dN N n dV V
（2）分子各方向运动概率均等. 分子运动速度 vi vix i viy j viz k 各方向运动概率均等 v x v y v z 0
1 x 方向速度平方的平均值 v N
2 x
注意
热运动与宏观运动的区别：温度所 反映的是分子的无规则运动，它和物体 的整体运动无关，物体的整体运动是其 中所有分子的一种有规则运动的表现.
讨论
1 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均 平动动能相同，而且都处于平衡状态，则：
（A）温度相同、压强相同. （B）温度、压强都不同. （C）温度相同，氦气压强大于氮气压强. （D）温度相同，氦气压强小于氮气压强. 解 kT p nkT m0
1 3 2 k m0v kT 2 2
微观量的统计平均 宏观可测量量
温度 T 的物理意义
1 3 2 k m 0v kT 2 2
（1）温度是分子平均平动动能的量度.
k T
（2）温度是大量分子的集体表现. 是统计的结果 (N-- 数目少无意义)
（3）在同一温度下各种气体分子平均平 动动能均相等.
两次碰撞间隔时间:
2 x vix
单位时间碰撞次数:
vix 2 x
单个分子单位时间施于器壁的冲量:
2m0 vix vix 2x m0 v
2 ix
x
2m0 vix vix 2x m0 v
大量分子总效应
2 ix
x
单位时间 N 个粒子对器壁总冲量:
m0 v m0 Nm0 v Nm0 2 2 v ix vx x i N x x x i i
温度与压强的变化
温度与压强的变化全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：温度与压强是两个与气体状态密切相关的物理量。
在自然界中，温度和压强常常会相互影响，在气体状态变化过程中起着至关重要的作用。
本文将详细介绍温度与压强的变化规律以及它们之间的关系。
我们来了解一下温度与压强的定义。
温度是物质内部微观分子或离子热运动程度的一种度量，通常用热力学温度来表示，单位是开尔文（K）。
而压强是单位面积上的力，通常用帕斯卡（Pa）来表示，1帕斯卡等于1牛顿作用在1平方米上。
在气体状态下，温度与压强之间存在着一定的关系。
当我们改变气体的温度时，气体的分子会具有不同的平均动能。
温度升高，气体分子的平均动能增加，分子的运动速度也增加，与容器壁碰撞的频率增加，导致容器壁上的压强增加。
根据理想气体状态方程PV=nRT，可知在不改变体积和物质量的情况下，温度升高，气体的压强也会增加。
我们还要考虑温度与压强的变化如何影响气体状态。
根据玻意耳定律，恒温条件下气体压强与体积成反比，P1V1=P2V2；根据查理定律，常压条件下气体的体积与温度成正比，V1/T1=V2/T2。
这两个定律描述了当温度或压强发生变化时，气体体积的变化规律。
在实际生活中，我们可以通过一些简单的实验来观察温度与压强的变化。
我们可以将一个封闭的容器内的气体加热，当温度升高时，容器内的压强也会随之增加；或者我们可以将一个气体容器受力压缩，当压强增加时，温度也会相应升高。
这些实验结果都印证了温度与压强之间的紧密联系。
除了理论和实验，温度与压强的变化还与气体状态转变有着重要的关系。
在等温过程中，气体从一个状态到另一个状态，保持温度不变，此时气体的压强与体积成反比；在绝热过程中，气体的内能不发生改变，温度会随着压强的变化而变化。
温度与压强的变化对气体状态的转变起着决定性作用。
在工程和环境领域中，我们需要根据温度与压强的变化规律来设计合理的系统和装置，以保证气体的正常运行和使用。
只有深入理解温度与压强的变化规律，我们才能更好地控制和利用气体的特性，实现更多的应用和创新。
理想气体的压强及温度的微观解释
理想气体的压强及温度的微观解释在普通物理热学的教学中，对理想气体的压强、温度的学习和讨论时，学生对压强、温度的微观实质理解困难，特别是对宏观规律的微观解释与分析问题。
文章从理想气体分子模型的建立和统计假设的提出，对压强、温度的实质进行讨论，从而使学生得到正确理解，并学会用微观理论解释和研究宏观现象和规律的分析方法。
标签：理想气体；微观模型；压强；温度；微观本质在物理的学习和研究中，经常会讨论和分析一些物理现象和规律，很多物理现象和规律，是可以通过实验观察和验证的宏观规律，而表征分子、原子运动性质的微观量，很难用观察或实验直接测定。
宏观量与微观量之间必然存在着联系，要更深入地认识和研究宏观规律，必须对宏观规律的微观本质进行分析。
通过对理想气体的几个宏观规律与微观实质的关系对比和分析，帮助我们认识和理解气体动理论的有关规律，并掌握这一研究方法。
1 理想气体模型及状态方程1.1 理想气体模型。
所谓理想气体是指重力不计，密度很小，在任何温度、任何压强下都严格遵守气体实验定律的稀薄气体。
理想气体是一种理想化的物理模型，是对实际气体的科学抽象。
理想气体的微观特征是：分子间距大于分子直径10倍以上，分子间无相互作用的引力和斥力，分子势能为零，其内能仅由温度和气体的量决定，内能等于分子的总动能。
温度提高，理想气体的内能增大；温度降低，理想气体的内能减小。
实际气体抽象为理想气体的条件：不易被液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气、空气等，在压强不太大、温度不太低的情况下，所发生的状态变化，可近似地按理想气体处理。
分子本身的线度与分子之间的距离相比可忽略不计，视分子为没有体积的质点；除碰撞瞬间外，分子之间及分子与容器壁之间没有相互作用力，不计分子所受的重力；分子之间及分子与器壁之间作完全弹性碰撞，没有能量损失，气体分子的动能不因碰撞而损失。
容器各部分分子数密度等于分子在容器中的平均密度n=NV，式中，n是气体分子数密度，N是气体的总分子数，V是气体容器的容积；沿空间各个方向运动的分子数目是相等的；气体分子的运动在各个方向机会均等，不应在某个方向更占优势，即全体分子速度分量vx、vy和vz的平均值vx=vy=vz=0。
理想气体的压强和温度的微观解释
气体分子的平均总动能:
k
i 2
kT
i=t+r+s
气体分子的平均总动能:
k
i kT 2
i=t+r+s
若把分子内原子的振动看作是谐振动，每一个谐振
动自由度的平均振动势能也是 1 kT
2
气体分子的平均总能量: 1 t r 2s kT
2
常温下，分子可认为刚性的，不存在振动自由度。
注意：
1. 是统计规律，只适用于大量分子组成的系统。 2. 是分子无规则运动和频繁碰撞的结果。 3. 经典统计物理可给出严格证明。
ly
f
ix
i
ix
lx
lz
分子间碰撞所产生的影响由于统计平 均将彼此抵消。
第三步：计算一个分子给器壁的作用力：
Fi
2mix
(
ix
2lx
)
mi2x
lx
第四步：计算N个分子给器壁的平均冲力：
F
i
Fi
N i 1
mi2x
lx
该面所受压强
p F
S
1
lylz
N i
mi2x
lx
N V
1 N
N
i
固体和液体的分子不会散开而能保持一 定的体积，并且固体还能保持一定的形 状呢？
显然，是因为固体和液体的分子之间 有相互吸引力。
固体和液体很难压缩，说明分子之 间除了吸引力，还有排斥力，它阻 止分子相互靠近。
分子之间存在相互作用力是一短程力。
r0 ~ 10-10m
12-2-1 理想气体微观模型和统计假设
*单原子分子
t=3 r=0 i=3
*刚性双原子分子 t=3 r=2 i=5
气体的压强与温度理想气体状态方程的推导与应用
气体的压强与温度理想气体状态方程的推导与应用气体的压强与温度：理想气体状态方程的推导与应用气体是我们生活中常见的物质之一，了解气体的特性对于我们理解自然界的运行方式和应用科学知识至关重要。
本文将介绍气体的压强与温度之间的关系，并推导出理想气体状态方程，以及探讨其在实际应用中的运用。
一、理想气体的特性理想气体是在一定条件下呈现的一组理想状态。
具体而言，理想气体具有以下特性：1. 分子自由运动：气体分子之间没有明确的相互作用力，它们可以自由运动，并且其运动速度与温度相关。
2. 分子间距离相对较大：气体分子之间的距离远大于分子的尺寸，因此可以认为气体是无限可压缩的。
3. 分子碰撞：气体分子之间存在碰撞，碰撞时分子之间没有能量的净损失。
二、气体的压强与温度关系根据气体分子运动的特性，可以得出气体的压强与温度之间的关系。
根据动理学理论，气体分子在单位时间内对容器壁面的冲击次数与分子的速度以及容器内气体的分子数有关。
根据实验观察和理论推导，我们可以得出以下结论：1. 压强与分子速度成正比：气体分子速度越高，单位时间内对容器壁面的冲击次数就越多，从而增加了气体的压强。
2. 压强与气体温度成正比：根据理想气体定律，压强与温度成正比的关系可以表示为P ∝ T，其中P为压强，T为温度。
三、理想气体状态方程的推导理想气体状态方程描述了气体的状态与其物理参数之间的关系。
根据上述气体的压强与温度关系，我们可以推导出理想气体状态方程。
设一定质量的气体的体积为V，温度为T，压强为P。
根据气体分子动理论以及使用简化的数学模型，可以得到如下推导：根据波尔兹曼理论得出：PV = 1/3mNc²；其中m为气体分子的质量，N为气体分子的数量，c为气体分子的速度。
进一步根据分子的质量、速度以及速度的平均平方根的关系可以推导出如下等式：PV = 2/3N(mv²)；其中v为气体分子速度的均方根。
根据理想气体状态方程，PV = nRT；其中n为气体的摩尔数，R为气体常数。
高中物理气体压强与温度关系公式
高中物理气体压强与温度关系公式
高中物理中，气体压强与温度的关系可以用以下公式来描述： P = nRT/V
其中，P表示气体的压强，n表示气体的摩尔数，R表示气体常数，T表示气体的绝对温度，V表示气体的体积。
根据这个公式，可以看出气体压强与温度成正比关系，即当温度升高时，气体的压强也会相应地增加。
这是因为温度升高会导致气体分子的平均动能增加，从而使气体分子之间的碰撞变得更加频繁、更加强烈，从而增加了气体的压强。
此外，根据理想气体状态方程PV=nRT，当温度不变时，气体压强与体积成反比关系，即当气体的体积减小时，气体的压强会相应地增加。
这也是因为气体分子之间的碰撞会更加频繁、更加强烈，从而增加了气体的压强。
综上所述，气体压强与温度关系公式可以帮助我们更好地理解气体的行为特性，从而更好地应用于实际应用中。
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理想气体的状态方程 气体热现象的微观意义
理想气体的状态方程气体热现象的微观意义[学习目标]1、准确理解理想气体这个物理模型。
2、会推导理想气体的状态方程，并能够应用理想气体状态方程求解相应的题目和解释相关的现象。
3、了解统计规律及其在科学研究和社会生活中的作用。
4、知道分子运动的特点，掌握温度的微观定义。
5、掌握压强、实验定律的微观解释。
[自主学习]一、理想气体1、为了研究问题的方便，可以设想一种气体，在任何，我们把这样的气体叫做理想气体。
2、理想气体是不存在的，它是实际气体在一定程度的近似，是一种理想化的模型。
3、理想气体分子间，除碰撞外无其它作用力，从能量上看，一定质量的理想气体的内能完全由决定。
二、理想气体的状态方程1、内容：一定质量的理想气体在从一个状态变到另一个状态时，尽管P、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。
2、方程：，。
3、推导：（两种方法）4、推论（1）一定质量的理想气体当状态变化过程中三个状态参量保持某一个参量不变时，就可以从理想气体状态方程分别得到（2）根据气体的密度ρ=m/V，可以得到气体的密度公式5、适用条件6、注意方程中各物理量的单位，温度必须用，公式两边中P和V单位必须，但不一定是国际单位。
三、气体分子运动的特点1、从微观的角度看，物体的热现象是由的热运动所决定的，尽管个别分子的运动有它的不确定性，但大量分子的运动情况会遵守一定的。
2、分子做无规则的运动，速率有大有小，由于分子间频繁碰撞，速率又将发生变化，但分子的速率都呈现的规律分布。
这种分子整体所体现出来的规律叫统计规律。
3、气体分子运动的特点（1）分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目都。
（2）气体分子速率分布表现出“中间多，两头少”的分布规律。
温度升高时，速率大的分子数目，速率小的分子数目，分子的平均速率。
4、温度是的标志。
用公式表示为。
四、气体压强的微观意义1、气体的压强是而产生的。
气体压强与温度的关系分析
气体压强与温度的关系分析气体是一种物质状态，其分子之间存在着无规则的相对位移和相互碰撞。
这种运动形式的气体分子会不断地产生和传递压强，从而将其施加到容器的壁上，形成气体的压强。
而温度则是衡量气体分子平均运动速度的物理量。
压强与温度之间存在着密切的关系，下面将从微观和宏观两个角度对此进行分析。
从微观角度来看，气体分子的运动轨迹呈现出高度随机性。
在气体容器中，分子以高速无规则地碰撞、运动，产生相应的压强。
此时，气体分子的速度与温度密切相关。
根据理想气体模型，气体分子的平均动能与温度成正比。
也就是说，当温度升高时，气体分子的平均动能也会上升，使得气体分子的速度增加，从而产生更大的压强。
反之，温度的降低会导致气体分子速度的降低，进而降低气体的压强。
从宏观角度来看，可以通过布拉格利西奥方程来进一步解释气体压强和温度的关系。
布约-麦克斯韦方程是热力学中描述理想气体状态的方程，其中包括了温度、压强、体积以及气体分子个数等相关因素。
方程中的温度以开尔文（K）为单位，压强以帕斯卡（Pa）为单位，体积以立方米（m³）为单位。
根据布约-麦克斯韦方程，当其他参数（体积和气体分子个数）固定时，气体的压强与温度成正比。
这意味着，在其他条件相同的情况下，当气体温度升高时，气体的压强也会随之增加。
这是因为温度上升会导致气体分子的动能增加，使得分子运动更加剧烈，产生更多的碰撞力。
这样一来，气体分子对容器壁的压强也会相应增大。
进一步地，根据查理定律，当其他参数固定时，气体的压强与温度的绝对温标（开尔文）的差值成正比。
这意味着气体的温度绝对值越高，压强变化对应的绝对值也越大。
因此，绝对零度是理论上温度最低的点，此时气体的压强为零。
综上所述，在微观和宏观两个角度来看，气体压强与温度存在着密切的关系。
从微观角度来看，温度的升高会使气体分子速度增加，从而产生更大的压强。
而从宏观角度来看，气体压强和温度成正比，当温度升高时，气体压强也会相应增加。
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速度的分子给予面元 的冲量和
dA
x
dI ni mi2xdAdt
vi dt vix dt
p
dI dAdt
ni mi2x
§1.2.2 理想气体的压强
——分子平均平动动能
压强本质上来源于气体分子对器壁的碰撞，是个统计概念， 只对大量分子才有意义。压强大小决定于分子数密度与分子 热运动的平均平动能的乘积。
• 分子自由飞行路程约10 -7 m,分子的每秒平均碰撞次数约1010
§1.1.3 理想气体分子运动的的微观模型
(1) 对单个分子力学性质的假设
■ 分子当作质点，不占体积；分子的线度远小于分子间的平均距离 ■ 分子之间除碰撞的瞬间外，无相互作用力，即忽略分子重力 ■ 分子间和分子与器壁的碰撞是完全弹性的，即碰撞前后总动能不变 ■ 每个分子都遵从经典力学规律
§1.2.3 温度的微观意义
温度是气体分子平均平 动能的度量。
➢ 温度实质上标志着系统分子在质心系中无规则(热)运动的 强度，和物体的整体运动无关 ➢ 温度是统计概念，是大量分子热运动的集体表现 ➢ 气体分子平均平动动能只取决于温度，与分子质量、内部结 构无关
➢ 方均根速率
§1.2.3 温度的微观意义
§1.2 理想气体压强 温度的微观意义
• 气体分子的数密度 31019 个分子/cm3 • 气态难于压缩，表明气体分子靠近时有一定的斥力作用
• 通常情况下，质量相同的气体体积约为液体的1000倍， 表明气体分子之间有一定的间隙，分子间～1000 m/s ；
统计规律有以下几个特点：
■ 只对大量偶然事件才适用
被断定为必然的东西，是由纯粹的偶然性构成的，而所谓偶然的东西，是
一种有必然性隐藏在里面的形式。
—恩格斯
■ 是不同于个体规律的整体规律 ■ 总是伴随着涨落
§1.2.2 理想气体的压强
§1.2.2 理想气体的压强
压强本质上是大量分子对器壁不断碰撞的整体表现 设容器内装有处于平衡态的某种理想气体，其分子总数为 ，
例题2.1 求 时氢分子和氧分子的平均 平动动能和方均根速率。
§1.2.3 温度的微观意义
例题2.2 在容积
的容器内氮气
的质量为
，温度为
，该温度下约
有
的氮气分子离解成原子，求压强。
■ 分子数密度在平衡态时各处均匀，不受重力影响
■ 分子速度在平衡态时按方向均匀分布
宏观小 微观大
§1.1.3 理想气体分子运动的的微观模型 (2) 对分子集体的统计假设
定义分子速度沿某个方向的平均值
定义分子速度分量的平方的平均值
§1.1.3 理想气体分子运动的的微观模型
(2) 对分子集体的统计假设
变化为 P 2mix
dA
x
在 时间内与面元 碰撞的属于第 组
的分子个数为 niixdtdA
vi dt vix dt
第 组分子在 时间内传给 的冲量为
2mix niixdtdA 2ni mi2xdAdt
§1.2.2 理想气体的压强
dIi 2ni mi2xdAdt
对所有
的分组求和,得单位体积内各种
体积为 ，分子质量为 ，分子数密度为 n N / V
分子按速度分组，每组分子速度大小和方向都差不多， 设第 组分子的速度在 i i di区间内
以 表示第 组分子的数密度，则 n ni
§1.2.2 理想气体的压强
平衡态时压强处处相等，选取垂直于 轴的器壁上的面元 ，计算其上的压强
第i 组中一个分子在一次碰撞中的动量
体积极小、彼此无相互作用、 遵从经典力学规律的弹性小球
§1.1.3 理想气体分子运动的的微观模型 (2) 对分子集体的统计假设
统计规律：大量偶然事件从整体上反映出来的一种规律性
定义事件 发生的概率为
—事件 发生的次数 —各种事件发生的总次数
§1.1.3 理想气体分子运动的的微观模型
■ 分子的速度各不相同，而且通过碰撞不断变化着