气体的状态参量(一)
气体_状态参量
θ
2、液柱封闭的气体
例1
2、液柱封闭的气体
例2：计算 图中各种情 况下，被封 闭气体的压 强。（标准 大气压强 p0=76cmHg， 图中液体为 水银）
例3、竖直平面内有右图所示的均匀玻璃管， 、竖直平面内有右图所示的均匀玻璃管， 内用两段水银柱封闭两段空气柱a、 ， 内用两段水银柱封闭两段空气柱 、b，各段水 银柱高度如图所示。大气压为p 求空气柱a、 银柱高度如图所示。大气压为 0，求空气柱 、 b的压强各多大？ 的压强各多大？ 的压强各多大
பைடு நூலகம்
1、气缸和活塞封闭的气体
例1：右图中两个气缸的质量均为 ，内部横截面 ：右图中两个气缸的质量均为M， 积均为S，两个活塞的质量均为m， 积均为 ，两个活塞的质量均为 ，左边的气缸静 止在水平面上， 止在水平面上，右边的活塞和气缸竖直悬挂在天 花板下。 花板下。两个气缸内分别封闭有一定质量的空气 A、B，大气压为 0， 、 ，大气压为p 求封闭气体A、 的压强 各多大？ 求封闭气体 、B的压强 各多大？
A B
PA
mg Mg = P0 + , P B = P0 − S S
1、气缸和活塞封闭的气体
例2：右图中气缸静止在水平面上，缸内用活塞封闭 ：右图中气缸静止在水平面上， 一定质量的空气。活塞的的质量为m， 一定质量的空气。活塞的的质量为 ，横截面积 为S，下表面与水平方向成 角，若大气压为 0， ，下表面与水平方向成θ角 若大气压为p 求封闭气体的压强p 求封闭气体的压强
3、气体压强
（1）压强的产生：大量分子对器壁频繁碰撞，就 对器壁产生一个持续的均匀的压力。
一般情况下不考虑气体本身的重量，所以同一容器内 气体的压强处处相等。但大气压在宏观上可以看成是大气受 地球吸引而产生的重力而引起的。（例如在估算地球大气的 总重量时可以用标准大气压乘以地球表面积。）
13.1 气体的状态参量
13.1 气体的状态参量教学目的：1、理解什么是气体的状态及描述气体状态的参量（温度、体积、压强）的意义。
2、知道温度的物理意义，知道热力学温标及其单位。
知道热力学温度与摄氏温度的关系，会进行热力学温度跟摄氏温度之间的换算。
3、知道气体的体积及其单位。
4、知道气体的压强是怎样产生的，知道它的单位，会计算气体的压强，知道压强的不同单位，必要时会进行换算。
引入在力学中我们用质点所在的位置和在该位置的速度这两个物理量来确定质点的运动状态。
在热学里，我们研究的是组成物质的大量分子的集体状态。
对一定质量的气体来说，这种集体状态用气体的体积V，压强P及温度T三个物理量来描述。
这三个量称气体的状态参量。
我们研究物理问题，要用一些物理量来描述研究对象，问题不同，所用物理量也不同。
如：研究质点运动规律时，常用到位移、速度、加速度来描述其运动状态，现在研究气体的热学性质，用什么物理量来描述呢？这就是我们这节课学习的内容。
一、气体的状态参量1．气体的状态：气体的各种性质的总和称为气体的状态，对于气体，它有各种性质，如几何性质、力学性质、热学性质等．这些性质的总和决定了气体所处的状态．2．气体的状态参量：描述气体性质的物理量叫做气体的状态参量．气体的热学性质用温度来描述，几何性质用体积来描述，力学性质用压强来描述．气体的温度、体积、压强是描述气体性质的三个状态参量．二、温度（描述气体的热学性质）1、对温度物理意义的认识宏观：温度是表示物体冷热程度的物理量。
微观：从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。
温度越高，物体分子的热运动越剧烈，分子热运动的平均动能越大。
2、温标：温标即温度的数值表示法。
我们在初中学习过热力学温度和摄氏温度。
在国际单位制中，用热力学温标表示的温度叫做热力学温度。
它是国际单位制中七个基本量之一。
用符号“T”表示，单位是“开尔文”，简称“开”符号是“K”。
①摄氏温标：（它是把1个大气压下水的冰点定为零度，沸点定为100度，中间分为100等分，每一等分为1度）用符号t表示，单位为摄氏度，国际符号是o C。
高中 高考物理 气体和热力学定律
续表 玻意耳定律 查理定律 盖—吕萨克定律
适用 实际气体在压强不太大(相对于 1 标准气压)、 温度不太低(相 条件 对于常温)的情况遵守三个实验定律
4．理想气体的状态方程 (1)理想气体 ①宏观上讲， 理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律 的气体。实际气体在压强 不太大、温度 不太低 的条件下，可视为理 想气体。
(3)压强(p) ①定义：作用在器壁单位面积上的压力叫做气体压强。 ②产生原因： 由于大量气体分子无规则的运动而频繁碰撞 器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力。 ③决定气体压强大小的因素 宏观：决定于气体的 温度 和 体积 。 微观：决定于分子的 平均动能 和分子的 密集程度 (单位 体积内的分子数)。
解析：开始时由于活塞处于静止，由平衡条件可得 mg p0S＋mg＝p1S，则 p1＝p0＋ S 当气缸刚提离地面时气缸处于静止，气缸与地面间无 作用力，因此由平衡条件可得 p2S＋Mg＝p0S Mg 则 p2＝p0－ S 。 mg 答案：p0＋ S Mg p0－ S
2．[考查液柱封闭的气体压强]若已知大气压强 为 p0，在图中各装置均处于静止状态，图中液体密 度均为 ρ，求被封闭气体的压强。
解析：在图甲中，以高为 h 的液柱 为研究对象，由二力平衡知 p 气 S＝－ρghS＋p0S 所以 p 气＝p0－ρgh
在图乙中，以 B 液面为研究对象，由平衡方程 F 上＝F 下 有：p 气 S＋ρghS＝p0S p 气＝p0－ρgh 在图丙中，以 B 液面为研究对象，有 3 p 气＋ρghsin 60° ＝pB＝p0，所以 p 气＝p0－ ρgh 2 在图丁中，以液面 A 为研究对象，由二力平衡得 p 气 S＝(p0＋ρgh1)S，所以 p 气＝p0＋ρgh1。 答案：甲：p0－ρgh 乙：p0－ρgh 3 丙：p0－ ρgh 2 丁：p0＋ρgh1
气体热学高三物理内容分析教材教法教学建议教学要点北京海淀
第三单元、气体
实验：研究气体的等温变化 定量关系：
如何确定气体状态参量的数值？ 温度：温度计（或温度传感器） 体积：容器的容积 压强：气压计（或气压传感器）
5
第三单元、气体
实验：研究气体的等温变化
实验中的研究对象是什么？ 一定质量的气体 m不变 T不变 如何控制气体的质量m、温度T保持不变？ 实验过程中如果空气柱体积的辩护不太快，它的 温度大致等于环境温度，不会有明显变化 另外，实验过程中不能用手触摸玻璃管；稳定后 再读数
11
气体的等容变化和等压变化
12
利用查理定律解释生活中的现象
1 冬季，装有半瓶水的暖瓶经过一个夜晚，第二天拔瓶口的软木塞时会觉得很 紧，不易拔出来，这是什么原因？ 2 炎热的夏天，如果将自行车充气很足，而且放在阳光下爆嗮，这样极易爆裂， 这是什么原因？
13
盖-吕萨克定律可以表述为：一定质量的某种气体，在压强不变
2
第三单元、气体
实验：研究气体的等温变化 1 知道气体的状态参量 2 知道气体的等温变化 3 了解研究气体等温变化的实验装置和原理
状态参量之间的关系： 一定质量的气体的状态参量：温度T、体积V、压强P之间有什么 关系呢？
控制变量法进行研究
3
第三单元、气体
实验：研究气体的等温变化 定性关系：温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？ 将针筒的细口堵上，用力向里压柱塞，越往里压会有什么感觉？ 结论：V减小，P增大 猜想：P、V成反比
17
教科版3-3教科书P-31
18
教科版3-3教科书P-32
19
第单元、气体
第三单元、气体
21
第三单元、气体
教科版3-3教科书P19 22
9.0气体动理论
温度的数值表示法 ——温标。
3. 温度(T) ：
冰点 273.15K, 绝对零度：T = 0 K，
热力学(开氏)温标： 水三相点(气态、液态、固态的共存 状 国际单位：开尔文（K） 态)273.16 K
摄氏温标和开氏温标的关系
4. 热力学第零定律——
t = T－273.15
测温原理
热平衡 ：
在不受外界影响的
3kT
v 2 3kT 3RT 1.73 RT
M
M
v 2 1.73 RT M
f(v)
3. d f (v ) 0
3. 最概然速率 (最可几
dv
速率)
vp
2kT
vp 1.41
RT M
O
2RT 1.41 RT
vp
v
M
M
三、三个统计速率 1. 平均速率
v 1.60 RT M
2. 方均根速率
假设要测定中国足球队队员的平均体
重，怎么测？
G G1 G2 Gi G22
22
22 G i i1 22
设系统由N个分子组成，要测量分子
的平均速率v，若测得N个分子的v值分别
为：v1、v2、…vi、…vN ，则v的平均值为:
v v1 v2 vi vN
N
N vi i1 N
如果足球队中有4个人的体重70公斤，
P
n vx2
1 3
n v 2
2 3
n
1 2
v2
2 3
n kt
其中
kt
1 2
v2
称为气体分子的平均平动动能。
§9-6 温度的微观本 质
由理想气体状态方程
p nk T n为单位体积内的分子数
12章气体动理论
二、分子力
分子力是指分子之间存在的吸引或排斥的相互作 用力。它们是造成固体、液体、和封闭气体等许多物理
性质的原因。
吸引力——固体、液体聚集在一起； 排斥力——固体、液体较难压缩。 分子力 f 与分子之间的距离r有关。 存在一个r0——平衡位置 r= r0时，分子力为零 r < r 0分子力表现在排斥力 r > r0分子力表现在吸引力 r > 10 r0分子力可以忽略不计
2 x 2 y 2 z
1 1 1 1 2 2 2 m v x m v y m v z kT 2 2 2 2
结论：分子的每一个平动自由度上具有相同的平均平动动
能，都是kT/2 ，或者说分子的平均平动动能3kT/2是均匀地 分配在分子的每一个自由度上
推广：在温度为T 的平衡态下，分子的每一个转动自由度
12－5 能量均分定理 理想气体内能
一、自由度 确定一个物体的空间位置所需的独立 坐标数，常用i 表示。
(1)单原子分子： 可视为质点，确定其质心空 间位置需三个独立坐标。 故 自由度为3（i=3） 称为平动自由度 ， 如He、Ne等。
z
O
( He ) ( x, y, z )
x
y
(2) 刚性哑铃型双原子分子
单原子分子 双原子分子 三原子分子
练习：说明下列各式的物理含义
§12-4 麦克斯韦气体分子速率分布率 一、速率分布函数
1.分布的含义
人口按地域分布、按年龄分布
石油按储量分布等
例如，某城市人口按年龄分布：
N N
1% 5% 30% 35% 20% 4% 2% … 0 10 20 30 40 50 6 0 70 80 ∞
(1)揭示宏观现象的本质； (2)有局限性，与实际有偏差，不 可任意推广.
描述气体状态的状态参量
描述气体状态的状态参量描述气体状态的状态参量是指用于描述气体状态的物理量,通常用于气体的密度、压力、温度和体积等。
以下是描述气体状态的状态参量的正文:1. 密度(Density):密度是描述气体质量随体积变化率的物理量。
对于标准状态下(温度为0摄氏度、压力为1大气压)的气体,密度通常用g/cm3表示。
密度可以用来计算气体的体积和质量,从而确定气体的物理性质。
2. 压力(压力):压力是描述气体受到的外部作用力的物理量。
气体的压力通常用牛顿/米2(N/m2)表示。
压力可以用来测量气体的压力,并用于气体的压缩和膨胀实验。
3. 温度(Temperature):温度是描述气体分子平均动能的物理量。
温度通常用开尔文(K)表示。
温度可以用来计算气体的物理性质,如气体的密度、压力、体积等。
4. 体积(Volume):体积是描述气体体积的物理量。
气体的体积通常用cm3或m3表示。
体积可以用来计算气体的物质量,从而确定气体的物理性质。
5. 氨气(NH3):氨气是一种无色、有刺激性气味的气体。
氨气的密度约为0.79g/cm3,压力约为1.45MPa。
氨气的温度和体积变化率都比氧气和小,因此氨气可以被用作低温、高压实验气体。
除了以上几种常用的状态参量外,还有很多其他的状态参量,如氢气(H2)、氦气(He)、氩气(Ar)、二氧化碳(CO2)等。
不同的气体有不同的状态参量,因此需要根据实际情况选择适合的气体状态参量。
气体状态参量的应用范围非常广泛,不仅可以用于气体的物理性质测量,还可以用于气体的控制和合成。
掌握气体状态参量的使用方法,对于科学研究和工业生产都具有重要意义。
描述气体状态的状态参量
描述气体状态的状态参量气体状态的状态参量一般包括压强、温度和体积。
这三个参量描述了气体的物理特性，对于研究和理解气体行为非常重要。
接下来，我们将分别介绍这三个状态参量，并探讨它们对气体状态的影响。
压强是气体状态的一个重要参量。
压强描述了气体分子对容器壁的碰撞力度。
当气体分子的碰撞频率和力度增加时，气体的压强也会相应增加。
压强的单位是帕斯卡（Pa），常用的还有标准大气压（atm）和毫米汞柱（mmHg）。
根据理想气体状态方程，压强与气体分子的个数、温度和体积有关。
当其他条件不变时，压强与气体分子的个数成正比，与温度和体积成反比。
温度是气体状态的另一个重要参量。
温度描述了气体分子的平均动能。
当气体分子的平均动能增加时，气体的温度也会相应增加。
温度的单位包括摄氏度（℃）和开尔文（K）。
根据理想气体状态方程，温度与气体分子的平均动能成正比，与压强和体积成正比。
温度的改变会导致气体分子运动状态的变化，进而影响气体的性质和行为。
体积是气体状态的第三个重要参量。
体积描述了气体所占据的空间大小。
当气体的体积增加时，气体分子间的碰撞频率和力度减小，从而导致压强的降低。
体积的单位包括立方米（m³）和升（L）。
根据理想气体状态方程，体积与温度和压强成正比，与气体分子的个数成正比。
体积的变化会影响气体分子间的相互作用，从而影响气体的性质和行为。
压强、温度和体积是描述气体状态的重要参量。
它们相互关联，共同决定了气体的性质和行为。
在研究气体时，我们需要控制和改变这些参量，以便更好地理解气体的特性和行为规律。
通过深入研究气体状态的状态参量，我们可以更好地应用气体知识于实际生活中，例如在工业生产、环境保护和能源利用等方面。
希望通过本文的介绍，读者对气体状态的状态参量有了更深入的了解。
气体P V T关系
4．理想气体状态方程：
1 P ( nv ) 2mv 6
理想气体状态方程：
P n Ek
T p V
pV C T
克拉伯龙方程：
C 跟气体质量和气体摩尔质量有 关，即跟气体物质的量有关
m pV RT M
R＝8.31J/mol· K ＝0.08/2atmL/mol· K
三．热力学第一定律在气体中的应用 对质量一定的气体
等压过程(p不变)：①气体压强不变，单位体积分子数与 分子平均动能的乘积不变，即热力学 温度与体积的比值不变，温度升高则 体积增大，温度降低则体积减小．
② W＝pSL=pV，ΔU=Q＋W 若气体温度升高，则气体内能增加，而温度升高 则体积增大，故气体对外做功，将吸收热量；气 体温度降低，内能减少，体积减小，外界做功， 则放出热量
理想气体：分子间作用力可忽略，没有分子势能，内 能为所有分子平均动能的总和。 实际气体的温度越高、压强越小，越接近理想气 体。 常温、常压下的气体都可视为理想气体。 气体质量一定时，若气体处于一个稳定状态， 则P、V、T三个参量不变；当气体状态发生变 化，则P、V、T三个参量中有两个或三个参量 发生变化
等温过程(T不变)： ①ΔU=0，Q+W=0 气体体积增加，对外做功，吸收热 量；气体体积减小，外界对气体做 功，放出热量 ②气体温度不变，分子平均动能不变．体积 减 小，单位体积分子数增加，压强增大；体积 增 大，压强减小
等容过程(V不变)： ①W=0，Q=ΔU 气体温度升高，内能增加，吸收热 量；气体温度降低，内能减少，放 出热量 ②气体体积不变，单位体积内分子数不变． 气体温度升高，分子平均动能增加，压强变 大；气体温度降低，分子平均动能减少，压 强降低
气体的状态参量
气体的状态参量教学目的1、知道气体的温度、体积、压强是描述气体状态的状态参量，理解描述状态的三个参量的意义．2、在知道温度物理意义的基础上；知道热力学温度及单位；知道热力学温度与摄氏温度的关系，并会进行换算．3、知道气体的体积及其单位．并理解气体的压强是怎样产生的，能运用分子动理论进行解释；知道气体压强的单位并能进行单位换算；会计算各种情况下气体的压强．能力要求运用所学的力学及运动学知识计算各种情况下气体的压强，总结出求解气体压强的方法．明确气体的状态及状态参量是—一对应的关系．教具：压强计教学过程：（一）引入新课教师讲解：在前面一章中，我们主要研究了物质的三种存在状态：气、液、固中的两种——固体和液体，由于气体分子排布的特点，使得气体分子具有一些特有的性质，今天，我们便开始研究气体．（二）新课讲解为了描述我们的研究对象，针对气体的热学特性，我们用体积、压强和温度物理量等来标识气体，这几个用来描述气体状态的物理量叫做气体的状态参量．1、温度（T）温度是表示物体冷热程度的物理量，是物体分子平均动能的标志．（1）测量：用温度计来测量．（2）温标：温度的数值表示法．①摄氏温标：规定在1atm下冰水混合物的温度为0℃，沸水的温度为11℃，中间分成100等份，每一份为1℃，通常用t表示，单位为摄氏度（℃）．②热力学温标：规定－273.15℃为零开，每1开等于1℃，通常用T表示，单位为开尔文（K）．③两种温标的关系：强调：一般题目所给的温度都为摄氏温度，但计算时一般用热力学温度，最后结果应转化为摄氏温度．2、体积（V）气体的体积就是指气体分子所充满的容器间体积，即为容器的容积．强调：这个容积不是分子本身的体积之和，气体分子间有很大的间隙，容积变化，气体的体积也随之变化．气体的单位有：等，它们间的换算关系为：强调：若气体封闭在粗细均匀的容器中，体积通常可用其长度来表示，但切勿误认为长度单位就是体积的单位．3、压强（p）气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强，它是由大量气体分子在热运动中频繁地碰撞器壁而产生的，它的大小决定于气体的密度和气体分子的平均动能．压强的单位有：Pa、atm、cmHg、mmHg等，它们间的换算关系为：演示实验：观察压强计，理解其原理，并用压强计测气体的压强．强调：①气体对容器的压强和器壁给予气体的压强是相等的，因此在很多情况下，只要直接计算外界加于气体的压强，就可以知道气体本身的压强．②在开口的容器中，不管气体温度如何变化，气体的压强总是等于该地的大气压强．③在确定液体内部的气体的压强时，必须计算液面上的大气压强．或④凡遇到压强相加或相减时，应注意统一单位．（三）例题讲解1、首先对书中例题进行分析：针对水银柱的不同运动情况让学生分组讨论分析．2、参考“典型例题”，例题1扩展：为了更好的研究不同运动情况下封闭气体的压强，可以通过研究气缸与活塞的运动，假定气缸有竖直向上或竖直向下或水平向左或水平向右的加速a情况下，计算封闭活塞中的气体的压强，最后总结出各种情况下计算压强的方法．4、状态及状态变化——对应关系（1）状态：对一定质量的气体来说，如果温度、体积和压强都不变，我们就说气体处于一定的状态中．（2）状态变化：如果气体的状态参量发生变化，我们就说气体的状态发生了变化．强调：一定质量的气体发生状态变化时，至少有两个状态参量发生变化，不可能只有一个状态参量变，而其他两个状态参量不变，这一章的后面就是研究气体在发生状态变化时，状态参量之间的关系．（四）总结、扩展1、描述一定质量的气体的状态参量有温度、体积和压强，气体处于一定的状态，对应一定的状态参量，即状态及状态参量是—一对应的，气体发生状态变化时，其状态参量也随之发生变化，状态参量的变化存在一定的规律——气体状态方程．2、各种情况下气体压强的计算，可以用以前学过的规律（平衡条件、牛顿第二定律）用力学观点求解．3、气体状态参量可作为物理论学综合题的结合点．（五）布置作业：解决课后练习。
气体的状态参量
气体的状态参量
气体的状态参量是指帮助我们识别某一时刻或某一地点物质状态的特性。
气体的典型状态参量有压强、密度、比容、比体积、弹性系数、粘度、热容等。
压强（Pressure）即气体的外力，其特征就是能够驱动气体在容器内流动，在标准大气压下，1立方分米的气体的压强就是1千帕，而在室外，其大气压变化会影响压力的变化。
密度（Density）是指气体的质量与体积的比率，密度与气体的温度和压强有关，由伯努利方程可知，密度与温度成正比，与压力成反比。
比容（Specific Volume）指的是单位质量的气体能容纳的单位体积。
比容与温度的变化成正比，与压强的变化成反比。
比体积（Specific Weight）指的是单位质量气体的体积，一般情况下，它与比容按一定关系变化，它与压强成正比，与温度成反比。
弹性系数（Bulk Modulus）即气体的弹性力，它指气体在受到外力时，其体积会发生变化，但当外力结束时，气体会回复原始状态。
弹性系数与气体的压强、浓度，以及温度有关。
粘度（Viscosity）是指气体或液体移动时的阻力，粘度与温度有关，随着温度的上升，粘度降低，粘度当前也会与压强变化有关。
热容（Thermal Capacity）指的是气体的热容量，即气体内部的热量，其大小决定于气体的温度、压强和浓度。
一般来说，热容是一个非常大的量，在同一温度和压强下，不同浓度的热容量也不一样。
以上是常见的气体状态参量，可以完整地表示气体的状态，每一个状态参量都有特定的变化规律，特定的场合需要结合相应的环境条件进行计算才能得出准确的结果。
气体状态参量的重要性非常大，它们是我们了解气体特性的基础，为后续的气体处理工作奠定基础。
高二物理气体的状态参量
汽缸活塞质量为m=1kg，活塞面积s=0.001m2 外界大气压强为p0标准大气压
三力平衡：
气体的状态参量
气体的状态参量
P= cmHg = Pa
P= cmHg = Pa
m
s
P=
（外界大气压为标准大气压p0）
p=p0+ F/S
73
86
气体的状态参量
小 结 温度
练习册上61页 1-- 6题；
辅导训练中154页中训练(一)中1，2，4 ； 训练(二)中1，2，4；158页中4题
阅读练习册、辅导训练中例题分析
气体的状态参量
实验结论： 用手快速向下压活塞，密封在玻璃筒里气体的体积、温度、 压强都发生了变化，气体的状态发生了变化。
一、气体的状态参量
气体的状态参量
在物理学中，要用体积、温度、压强等物理量来描述气体的状态，这几个物理量被称为气体的状态参量。 气体的状态与状态的变化 对于一定质量的气体，如果温度、体积和压强都不变，就说气体处于一定的状态中。 如果三个量都变了，或其中两个量变了，就说气体的状态变了。 三个量中只有一个量改变而其他两个量不改变的情况不会发生。
p = 76cmHg - 6cmHg = 70cmHg
U形管中，当液体静止时，等高的两个 液面上所受的压力相同。
p0s=ps+mg=ps+ρghs
p0=p+ρgh
p=p0-ρgh
PS
P0S
mg
气体的状态参量
同种液体、同一高度的两个液片上所受的压力相同。
PS
P0S
高中物理气体三大定律专题讲解
气体的等温变化【要点梳理】要点一、气体的状态参量用以描述气体宏观性质的物理量，叫状态参量，对于一定质量的某种气体来说，描述其宏观性质的物理量有温度、体积、压强三个．我们把温度、体积、压强三个物理量叫气体的状态参量． 1．体积（1）气体的体积就是指气体分子所能达到的空间． （2）单位：国际单位3m ，常用单位还有L m L 、． 331 L 10m3 1 dm ==－， 631 mL 10m3 1 cm ==－．要点诠释：气体分子可以自由移动，所以气体总要充满容器的整个空间，因此气体的体积就是容器的容积． 2．温度（1）温度是表示物体冷热程度的物理量．（2）温度的微观含义：温度是物体分子平均动能的标志，表示物体内部分子无规则运动的剧烈程度．（3）温度的两个单位：①摄氏温度：规定1标准大气压下，冰水混合物的温度为0℃，沸水的温度为100℃．表示符号为t ．②热力学温度：规定273.15－℃为热力学温度的0K 。
热力学温度与摄氏温度单位等大．表示符号为T ，单位为开尔文，符号为K 。
热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一．0K 称为绝对零度，是低温的极限。
③热力学温度与摄氏温度的关系是：273.15 K T t =+，一般地表示为273K T t =+． 3．压强（3）微观解释①气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁频繁持续的碰撞产生的，压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力． ②气体压强的决定因素气体分子的平均动能与分子的密集程度．分子平均动能越大，分子碰撞器壁对器壁产生的作用力就越大，气体的压强就越大；在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数就越多，气体压强也就越大． ③理想气体压强公式 2/3p n ε=．式中/n N V =，是单位体积的分子数，表示分子分布的密集程度，ε是分子的平均动能． 【典型例题】类型一、气体的状态参量 例1（多选）．甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙两容器中气体的压强分别为p p 甲乙、，且p p 甲乙＜，则（ ）．A ．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度B ．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度C ．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能D ．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能【思路点拨】由理想气体状态方程判断AB 对错；由温度是分子平均动能的标志判断CD 对错。
描述气体状态的状态参量
描述气体状态的状态参量气体状态的状态参量是描述气体状态的一组物理量，它们可以帮助我们了解气体的性质、行为和相互作用。
这些状态参量包括压强、体积、温度和物质的量。
压强是气体状态的重要参量之一。
它表示气体分子对容器壁的撞击力量。
压强与气体分子的速度、质量和数量有关。
当气体分子速度增加、质量增加或数量增加时，压强也会增加。
例如，在高海拔地区，气压较低，因为大气层的厚度较薄，气体分子的数量较少。
体积是气体状态的另一个重要参量。
它表示气体占据的空间大小。
体积可以用容器的尺寸来衡量，也可以通过测量气体在容器中的体积变化来确定。
当气体的体积增加，分子之间的距离增加，气体变得稀薄。
当气体的体积减小，分子之间的距离减小，气体变得更加密集。
温度是气体状态的重要参量之一。
它表示气体分子的平均动能。
温度越高，气体分子的平均速度越快，碰撞的力量越大。
温度的单位是摄氏度或开尔文。
在绝对零度（-273.15摄氏度）下，气体分子的运动会停止，但这是一个理论上的极限。
物质的量也是描述气体状态的重要参数。
它表示气体中分子或原子的数量。
物质的量与气体的质量和化学组成有关。
在相同的温度和压强下，物质的量越大，气体的体积越大。
这是由于更多的分子占据了更多的空间。
通过掌握这些气体状态的状态参量，我们可以更好地理解气体的行为和特性。
例如，根据理想气体定律，当温度不变时，气体的压强与体积成反比。
当压强增加时，体积减小，反之亦然。
这个关系被称为波义耳定律。
另外，根据查理定律，当压强不变时，气体的体积与温度成正比。
当温度增加时，体积也增加，反之亦然。
气体状态的状态参量对于工程、科学和日常生活都具有重要意义。
在工程领域，了解气体的状态参量可以帮助设计和优化气体系统，如空调、发动机和压缩机。
在科学研究中，气体状态的状态参量可以帮助解释和预测气体的行为，如气候变化和大气物理学。
在日常生活中，我们可以利用气体状态的状态参量来解释和理解一些现象，如天气变化、烹饪和自然界中的气体现象。
气体的性质
情况下分成若干部分（p1、V1、T1）、（p2、V2、T2… （pn、Vn、Tn），则有 pV=p1V1+p2V2+ …pnVn
【例27】用压强为p=40atm的氢气钢瓶给容
积为V1=1m3的气球充气，设气球原来是真空, 充气 后气球内的氢气压强为p1=1atm, 钢瓶内氢气压强 为p2=20atm， 设充气过程中温度不变，求钢瓶的
气体的性质
一、气体的状态参量
1. 气体的温度（T）
（1） 温度宏观上表示物体的冷热程度， 微观
上 标志物体内分子的平均动能大小的物 理量。温
度越高，物体内部分子的热运动越 剧烈，分子的
平均动
能越大。
（2） 温度的数值与使用的温标有关
热力学温标（T），单位（K）
摄氏温标（t），单位（°C）
两者换算关系：T = t + 273，ΔT=Δtp1Skx0 NhomakorabeaA
B
A
p0S
p1S p0S
Mg
p0S kx0 Mg p1S
l0 B
k（x+x0）
p2S
p0S
A
B
p0S
Mg
F
p2S p0S F
p2S
p0S k( x x0 ) Mg p2S
研究被A、B 封住的气体
初状态
V1 l0S,
p1 ?
末状态
V2 (l0 l x)S,
l1 l2 2l0 l2 2l1
l0 h l0
2 l1 3 l0
4 l2 3 l0
p0
p0
p0l0 p1l1 p0l0 p2l2
气体的三个状态参量知识点精解
气体的三个状态参量知识点精解
描述气体状态用三个状态参量，只要这三个量确定了，则气体就处在一个确定的状态中。
气体的三个状态参量是：力学参量压强P，几何参量体积V，热学参量温度T或t。
1．压强P
(1)气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。
(2)气体压强的单位为帕斯卡，简称帕。
1帕=1牛/米2或1Pa=1N/m2。
常用单位有标准大气压和毫米汞柱。
1标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105帕。
1毫米汞柱=133.3帕。
(3)气体的压强由单位体积内的分子数和分子的平均动能决定。
(4)如图3-1所示，用长为h的一小段水银柱把气体封闭在玻璃管中，大气压为P0，三种情况中被封闭气体的压强为：
P a=P0，P b=P0+P h，
P c=P0－P h。
上述三式，表示玻璃管放置不同时，被水银柱封闭气体的压强的计算方法。
2．体积V
气体的体积就是指气体所充满的容器的容积。
其单位有：米3，立方分米，立方厘米，升。
1升=10-3米3=1分米3。
3．温度T或t
这是三个参量中唯一的一个热学参量。
温度是表示物体冷热程度的物理量，是物体分子热运动的平均动能的标志。
【说明】上述三个状态参量是用来描述气体状态发生变化的三个物理量。
若P、V、T三个量不变化，就说气体处于一定的状态中。
若有两个或者三个同时改变，就说气体的状态改变了。
对一定质量的气体来说，只有一个量改变而其他两个都不改变的情况，是不会发生的。
6.2 气体状态参量 理想气体状态方程
大学物理学
第6章 气体动理论
微观量 微观量: 描述个别分子运动状态的物理 不可直接测量) 如分子的m v 量(不可直接测量)，如分子的 ， 等. 宏观量 宏观量: 表示大量分子集体特征的物理 可直接测量) p，V， 量(可直接测量)，如 p，V，T 等. 微观量 微观量 统计平均 宏观量 宏观量
武汉纺织大学 物理教研室
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第6章 气体动理论
三 理想气体物态方程
理想气体宏观定义: 理想气体宏观定义 遵守三个实验定律的气体. 遵守三个实验定律的气体 物态方程: 物态方程 理想气体平衡态宏观参量间的 函数关系 .
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第6章 气体动理论
对一定质量的 同种气体
理想气体物 态方程二
M = NAm
p = nkT
−23
k = R / N A = 1.38 × 10
J⋅K
−1
k 称为玻耳兹曼常量 称为玻耳兹曼常量. n =N/V，为气体分子数密度 ，为气体分子数密度.
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第6章 气体动理论
四 热力学第零定律
如果物体 A 和 B 分别与物体 C 处于 热平衡的状态， 热平衡的状态，那么 A 和 B 之间也处于 热平衡. 热平衡.
T = 273 + t
二 平衡态
一定量的气体，在不受外界的影响下， 一定量的气体，在不受外界的影响下， 经过一定的时间， 经过一定的时间，系统达到一个稳定的宏观 性质不随时间变化的状态称为平衡态. 性质不随时间变化的状态称为平衡态
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气体的状态参量（一）
一、气体的3个状态参量
1. 温度：温度在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上是描述热运动的剧烈程度。
热力学温度（T ），单位K （开尔文）； 摄氏温度（t ），单位℃（摄氏度）。
两种温度间的关系：T = t + 273 两种单位制下每一度的间隔是相同的：ΔT =Δt 0K 是低温的极限，它表示所有分子都停止了热运动。
可以无限接近，但永远不能达到。
2. 体积： 国际单位为3m ，常用的有L ，1L =1dm 3=10-3m 3
. 3. 压强：气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁而产生的.压强的大小取决于单位体积内的分子数和分子的平均速率。
若单位体积内分子数增大，分子的平均速率也增大，则气体的压强也增大。
国际单位是帕（Pa ），常用的单位还有标准大气压（atm ）和毫米汞柱(mmHg)。
二、（气缸）封闭气体的压强计算
已知：大气压0P ,活塞重量为G ，砝码重量1G ，汽缸重量2G ，汽缸截面积为S
1. 气缸置于水平地面上
1P = 2
P =
3P = 4
P = 2. 气缸被悬吊起来
5P = 6P
=
1. 密闭容器中气体的压强：( B )
A. 是由于气体的重力所产生的；
B. 是由于气体分子频繁碰撞容器壁所产生的；
C. 是由于分子之间存在相互作用力而产生的；
D. 当容器自由下落时，气体的压强将减小。
2. （多选）关于热力学温标，下列说法中正确的是：( AD )
A. 热力学温标的0K 是-273 ℃ ，叫做绝对零度；
B. 因为热力学温度的每一度的大小和摄氏温度是相同的，所以0 ℃也就是绝对零度；
C. 绝对零度已经达到了，温度计可以测出绝对零度；
D. 0K是低温的极限，是达不到的。
3.下列关于温度的一些叙述，不正确的是：( )
A. 温度是表示物体热量多少的物理量；
B. 温度从宏观上表示物体的冷热程度；
C. 温度从微观上恒量分子热运动的剧烈程度；
D. 温度可以用摄氏温标表示，也可以用热力学温标表示
4.气体的状态参量是指、和。
5.水的沸点是100℃，用热力学温标表示为K。
当水的温度从0℃升高到20℃时，
用热力学温标表示其升高的温度为K。
6.从分子动理论角度可知，当一定质量的气体，体积减小时，单位时间内撞击单位面积上
的分子数__________，从而导致单位面积上受到的作用力__________，气体压强_______（填增大、减小、不变）。
7.高压锅的锅盖通过几个牙齿与锅镶嵌旋转，锅盖与锅之间有橡皮密封圈，不会漏气。
锅
盖中间有一个排气孔，上面套着类似砝码的限压阀，将排气孔堵上。
加热高压锅，当锅内气体的压强增大到一定程度后，气体把限压阀顶起来，蒸汽即从排气孔中排出锅外。
已知某高压锅限压阀的质量是0.1kg，排气孔的直径是0.3cm，则锅内气体的压强最大可达到________________pa。
（P
=1.0×105Pa）
8.如图所示，汽缸质量为M＝3kg，放在地面上，活塞质量为m＝1
kg，活塞截面积为S＝50cm2，大气压强为p0＝1×105Pa。
细线跨
过光滑滑轮一端与活塞相连，另一端连接质量为m＝2kg的砝码，
则汽缸内压强为Pa。
逐渐增加砝码质量，
直到汽缸离开地面，此时缸内气体压强又为Pa。
9.如图所示圆柱形气缸，气缸质量为100 kg，活塞质量为10 kg，横
截面积为0.1 m2，大气压强为1.0×105 Pa，求下列情况下缸内气体的
压强：
（1）气缸开口向上竖直放在水平地面上，气体的压强P1
（2）拉住活塞将气缸提起并静止在空中，气体的压强P2
（3）将气缸竖直倒挂，气体的压强P3。