知识讲解 固体液体和气体(基础)

物理总复习：固体、液体和气体

编稿：xx 审稿：xx

【考纲要求】

1、知道气体分子运动速率的统计分布规律；

2、知道气体的三大实验定律、内容、熟悉其图像；

3、知道理想气体的状态方程，能结合力学知识解相关气体状态变化的问题。

【知识网络】

【考点梳理】

考点一、气体分子动理论

要点诠释：1、气体分子运动的特点：

①气体分子间距大，一般不小于10r0，因此气体分子间相互作用的引力和斥力都很小，以致可以忽略（忽略掉分子间作用力的气体称为理想气体）。

②气体分子间碰撞频繁，每个分子与其他的分子的碰撞多达65亿次／秒之多，所以每个气体分子的速度大小和方向是瞬息万变的，因此讨论气体分子的速度是没有实际意义的，物理中常用平均速率来描述气体分子热运动的剧烈程度。注意：温度相同的不同物质分子平均动能相同，如H2和O2，但是它们的平均速率不相同。

③气体分子的速率分布呈“中间多，两头少”分布规律。

④气体分子向各个方向运动的机会均等。

⑤温度升高，气体分子的平均动能增加，随着温度的增大，分子速率随随时间分布的峰值向分子速度增大的方向移动，因此T1小于T2。

2、气体压强的微观解释：

气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的，气体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。气体分子的平均动能越大，分子越密，对单位面积器壁产生的压力就越大，气体的压强就越大。

考点二、气体的状态参量

要点诠释：对于气体的某种性质均需用一个物理量来描述，如气体的热学性质可用温度来描述，其力学性质可用压强来描述。描述气体性质的物理量叫状态参量。

1、温度：温度越高，物体分子的热运动加剧，分子热运动的平均动能也增加，温度越高，分子热运动的平均动能越大，温度越低，分子热运动的平均动能越小。

微观含义：温度是分子热运动的平均动能的标志。

温标：温度的数量表示法。

(1)摄氏温标：标准状况下冰水混合的温度为0度，水沸腾时的温度为100度，把0到100之间100等份，每一等份为1摄氏度（1℃）。

(2)热力学温标：19世纪英国物理学家开尔文提出一种与测温物质无关的温标，叫热力学温标或绝对温标。用符号T表示，单位是开尔文，简称开，符号K。

用热力学温度和摄氏温度表示温度的间隔是相等的，即物体升高或降低的温度用开尔文和摄氏度表示在数值上是相同的。

热力学温度和摄氏温度的数量关系T＝t+273.15K

2、体积：

（1）体积是描述气体特性的物理量。由于气体分子的无规则热运动，每一部分气体都要充满所能给予它的整个空间。

（2）一定质量的气体占有某一体积，气体分子可以自由移动，因而气体总要充满整个容积，气体的体积就是指气体所充满的容器的容积。在国际单位之中，体积用V表示，单位立方米m3。体积的单位还有升、毫升，符号是L、mL，关系1m3=103L（dm3）=106ml（cm3）

3、压强：

（1）压强是描述气体力学特性的宏观参量。

（2）气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强，用符号P表示。

气体分子做无规则热运动，对器壁频繁撞击而产生压力，用打气筒把空气打到自行车的车胎里去，会把车胎胀得很硬，就是因为空气对车胎有压力而造成的。

（3）气体压强产生的原因：大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的。

（4）压强的单位：在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡（Pa）, 1 Pa = 1 N / m。

气体压强的单位在实际中还会见到“标准大气压”（符号是atm）和“毫米汞柱”（符号是mmHg）, 1atm = 1.013 × 105 Pa，1mmHg = 133 Pa。

（5）压强的确定。见类型四。

考点三、理想气体实验定律

对于一定质量的气体，如果温度、体积、压强这三个量都不变，就说气体处于一定的状

态。一定质量的气体，p 与T 、V 有关，三个参量中不可能只有一个参量发生变化，至少有两个或三个同时变化。

1、玻意耳定律

要点诠释：

（1）、内容：一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。

（2）、公式：1122pV p V ==恒量

（3）、图像：等温线（p V -图，1p V

-图，如图）

说明：①p V -图为双曲线，同一气体的两条等温线比较，双曲线顶点离坐标原点远的温度高,即12T T >。②1p V

-图线为过原点的直线，同一气体的两条等温线比较，斜率（tan pV α=）大的温度高，12T T >。

（4）、微观解释：

①一定质量的气体，温度保持不变，从微观上看表示气体分子的总数和分子的平均动能保持不变，因此气体压强只跟单位体积的分子数有关。

②气体发生等温变化时，体积增大到原来体积的几倍，单位体积内的分子数就减少到原来的几分之一，压强就会减少到原来的几分之一；反之，体积减小到原来体积的几分之一，单位体积内的分子数就增大到原来的几倍，压强就会增大到原来的几倍。

所以对于一定质量的气体，温度不变时，压强和体积成反比。

2、查理定律

要点诠释：

（1）、内容：a .一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度每升高（降低）1℃，增加（或减少）的压强等于它在0℃时压强的1273

。 b .一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正比。

（2）、公式：00273t

p p p t -=或 1212

p p T T = 或 0(1)273t t p p =+ （3）、图像：等容线

说明：①p t -图线为过-273℃的直线，与纵轴交点是0℃时气体的压强，同一气体的两条等容线比较，12V V >。