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1、第六第六节节气体状气体状态态参量参量 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第六节第六节课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位课标定位课标定位学学习习目目标标：1.知知道道气气体体的的温温度度、体体积积、压压强强是是描描述述气气体体状状态态的的状状态态参参量量，理理解解描描述述状状态态的的三三个个参参量的意量的意义义2在在知知道道温温度度物物理理意意义义的的基基础础上上，知知道道热热力力学学温温度度及及单单位位；知知道道热热力力学学温温度度与与摄摄氏氏温温度度的的关关系系，并会并会进进行行换换算算3知道气体的体知道气体的体积积及其及其单单位，并理解气体的位，
2、并理解气体的压压强强是怎是怎样产样产生的，能运用分子生的，能运用分子动动理理论进论进行解行解释释；知；知道气体道气体压压强强的的单单位并能位并能进进行行单单位位换换算；会算；会计计算各算各种情况下气体的种情况下气体的压压强强重重点点难难点点：1.气气体体压压强强的的概概念念及及计计算算是是本本节节的的重重点点2分析、解决分析、解决问题问题的能力及的能力及综综合合应应用所学知用所学知识识解解决决实际问题实际问题的能力的能力课前自主学案课前自主学案一、体一、体积积1定定义义：气气体体分分子子所所能能达达到到的的_，也也就就是是气体所充气体所充满满的容器的的容器的_.2单单位：位：1 m3_ L_
3、mL.说说明：气体的体明：气体的体积积等于容器的容等于容器的容积积，不等于所有，不等于所有气体分子的体气体分子的体积积之和之和空空间间容容积积103106 二、温度二、温度1意意义义：温温度度宏宏观观上上表表示示物物体体的的_，在在微微观观上上表表示示_，是是分分子子_的的标标志志温温度度高高的的物物体体，分分子的子的_大，但大，但_不一定大不一定大2两种温两种温标标(1)摄摄氏温氏温标标：规规定定1标标准大气准大气压压下冰水共存的温度下冰水共存的温度为为_、水的沸点、水的沸点为为_，在，在0 和和100 之之间间分成分成100等份，每一等份就是等份，每一等份就是_，这这种表示温度的方法就是种
4、表示温度的方法就是_摄摄氏温度用氏温度用t表表示示冷冷热热程度程度分子分子热热运运动动的激烈程度的激烈程度平均平均动动能能平均平均动动能能平均速率平均速率01001摄摄氏温氏温标标(2)热热力力学学温温标标：热热力力学学温温标标是是_创创立立的的，把把273.15 作作为为热热力力学学温温标标的的零零点点(叫叫绝绝对对零零度度)，热热力力学学温温度度用用T表表示示热热力力学学温温度度与与摄摄氏氏温温度度的的关关系系是是_(K)，可可近近似似表表示示为为T_(K)3测测量：用温度量：用温度计计来来测测量量4理想气体的理想气体的热热力学温度力学温度T与分子的平均与分子的平均动动能能成成_，即，即_
5、(a为为比例系数比例系数)开开尔尔文文Tt273.15t273 正比正比Ta三、三、压压强强1意意义义：大大量量_频频繁繁地地碰碰撞撞器器壁壁，气气体体作作用用在在器器壁壁单单位位面面积积上上的的_就就是是气气体体的的压压强强pF/S.2单单位：国位：国际单际单位制中的位制中的单单位是位是“_”，1 Pa1 N/m2，常用的，常用的单单位位还还有：有：_(atm)和和_(mmHg)，1 atm_Pa_ mmHg,1 atm相相当于当于_高水柱高水柱产产生的生的压压强强分子分子压压力力帕斯卡帕斯卡标标准大气准大气压压毫米汞柱毫米汞柱1.01310576010m3 决决 定定 因因 素素：气气 体
6、体 的的 压压 强强 与与 气气 体体 分分 子子 的的_和分子的和分子的_有关有关说说明：明：在微在微观观上影响气体上影响气体压压强强的因素是气体分子的因素是气体分子的平均的平均动动能，而不是平均速率理想气体的能，而不是平均速率理想气体的压压强强与分子平均与分子平均动动能和能和单单位体位体积积内的分子数的乘内的分子数的乘积积成成正比，即正比，即p2n/3，其中，其中n是是单单位体位体积积内的分子数，内的分子数，是分子的平均是分子的平均动动能能平均平均动动能能密集程度密集程度思考感悟思考感悟夏日夏日轮轮胎的气胎的气压压最好比正常气最好比正常气压值压值低低10%左右左右在在长时间长时间高速行高速
7、行车时车时，应应行行驶驶一段路程后，在阴一段路程后，在阴凉凉处处冷却一下冷却一下轮轮胎午胎午间间酷酷热热行行车时车时，应应适当降适当降低低车车速此外，注意速此外，注意轮轮胎的承胎的承载载能力，千万能力，千万别别超超载载你知道你知道这这是是为为什么什么吗吗？提示：提示：胎内气体的胎内气体的压压强强会随温度的会随温度的变变化而化而变变化化核心要点突破核心要点突破一、两种温一、两种温标标的比的比较较特特别别提提醒醒：(1)热热力力学学温温度度的的零零度度叫叫绝绝对对零零度度，即即273.15，它它是是低低温温的的极极限限，可可以以无无限限接接近近但但不能达到不能达到(2)温度温度计读计读数数时时，视
8、线应视线应与水与水银银(酒精酒精)液面相平，液面相平，要放入被要放入被测测系系统统中与系中与系统统达到达到热热平衡平衡时时再再读读数，数，不要离开待不要离开待测测系系统读统读数数(体温体温计计因有特殊因有特殊结结构，构，可离开待可离开待测测系系统统后后读读数数)即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1(双双选选)关于关于热热力学温力学温标标的的说说法正确的是法正确的是()A1 就是就是1 KB摄摄氏氏温温度度改改变变1，相相应应热热力力学学温温度度改改变变1 K，两者是等效的，两者是等效的C热热力学温度大于力学温度大于摄摄氏温度氏温度D人体温度人体温度37 也可也可说说成成3
9、10.15 K解析：解析：选选BD.由由Tt273.15 K知，知，摄摄氏温度改氏温度改变变1，热热力学温度就改力学温度就改变变1 K当人体温度当人体温度为为37 时时，利用，利用Tt273.15 K，得，得T310.15 K，故答，故答案案为为B、D.二、气体二、气体压压强强产产生的原因及决定因素生的原因及决定因素1产产生原因生原因大量做无大量做无规则热规则热运运动动的分子的分子对对器壁器壁频频繁、持繁、持续续地地碰撞碰撞产产生气体的生气体的压压强强单单个分子碰撞器壁的冲力个分子碰撞器壁的冲力是短是短暂暂的，但是大量分子的，但是大量分子频频繁地碰撞器壁，就繁地碰撞器壁，就对对器壁器壁产产生持
10、生持续续、均匀的、均匀的压压力所以从分子力所以从分子动动理理论论的的观观点看来，气体的点看来，气体的压压强强就是大量气体分子作用就是大量气体分子作用在器壁在器壁单单位面位面积积上的平均作用力上的平均作用力2决定气体决定气体压压强强大小的因素大小的因素(1)微微观观因素因素气气体体分分子子的的密密度度：气气体体分分子子密密度度(即即单单位位体体积积内内气气体体分分子子的的数数目目)大大，在在单单位位时时间间内内，与与单单位位面面积积器壁碰撞的分子数就多器壁碰撞的分子数就多气体分子的平均气体分子的平均动动能：气体的温度高，气体分能：气体的温度高，气体分子的平均子的平均动动能就大，每个气体分子与器壁
11、的碰撞能就大，每个气体分子与器壁的碰撞(可可视视作作弹弹性碰撞性碰撞)给给器壁的冲力就大；从另一方面器壁的冲力就大；从另一方面讲讲，分子的平均速率大，在，分子的平均速率大，在单单位位时间时间里器壁受气里器壁受气体分子撞体分子撞击击的次数就多，累的次数就多，累计计冲力就大冲力就大(2)宏宏观观因素因素与与温温度度有有关关：在在体体积积不不变变的的情情况况下下，温温度度越越高高，气体的平均气体的平均动动能就越大，气体的能就越大，气体的压压强强越大；越大；与体与体积积有关：在温度不有关：在温度不变变的情况下，体的情况下，体积积越小，越小，气体分子的密度越大，气体的气体分子的密度越大，气体的压压强强越
12、大越大即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2(单选单选)(2011年厦年厦门门模模拟拟)下列下列说说法正确的是法正确的是()A气气体体对对器器壁壁的的压压强强就就是是大大量量气气体体分分子子作作用用在在器器壁壁单单位面位面积积上的平均作用力上的平均作用力B气气体体对对器器壁壁的的压压强强就就是是大大量量气气体体分分子子单单位位时时间间作用在器壁上的平均作用力作用在器壁上的平均作用力C气气体体分分子子热热运运动动的的平平均均动动能能减减小小，气气体体的的压压强强一定减小一定减小D单单位体位体积积的气体分子数增加，气体的的气体分子数增加，气体的压压强强一定一定增大增大解析：解析
13、：选选A.根据根据压压强强的定的定义义可知可知A正确，正确，B错错气气体分子体分子热热运运动动的平均的平均动动能减小，能减小，说说明温度降低，明温度降低，但不能但不能说说明明压压强强也一定减小，也一定减小，C错错单单位体位体积积的气的气体分子数增加体分子数增加时时，若温度降低，若温度降低，则则气体的气体的压压强强有有可能减小，可能减小，D错错三、几种常三、几种常见见情况的情况的压压强强计计算算1在在气气体体流流通通的的区区域域，各各处处压压强强相相等等，如如容容器器与与外外界界相相通通，容容器器内内外外压压强强相相等等；用用细细管管相相连连的的容容器，平衡器，平衡时时两两边边气体气体压压强强相
14、等相等2液液体体内内深深为为h处处的的总总压压强强为为pp0gh，式式中中p0为为液液面面上上方方的的大大气气压压强强在在水水银银内内，用用cmHg作作单单位位时时可表示可表示为为pHh.3连连通器内静止的液体，同种液体同一水平面上通器内静止的液体，同种液体同一水平面上各各处压处压强强相等相等4参考液片法的一般思路参考液片法的一般思路(1)选选取取假假想想的的一一个个液液体体薄薄片片(其其自自重重不不计计)为为研研究究对对象象(2)分分析析液液片片两两侧侧受受力力情情况况，建建立立力力的的方方程程，消消去去横截面横截面积积，得到液片两，得到液片两侧侧的的压压强强平衡方程平衡方程(3)解方程，求
15、得气体解方程，求得气体压压强强5平衡条件法平衡条件法欲求用固体欲求用固体(如活塞等如活塞等)封封闭闭在静止容器内的气体在静止容器内的气体压压强强，应对应对固体固体进进行受力分析，然后根据平衡条件行受力分析，然后根据平衡条件求解求解6当封当封闭闭气体所在的系气体所在的系统处统处于力学非平衡的状于力学非平衡的状态态时时，欲求封，欲求封闭闭气体的气体的压压强强，首先，首先选择选择恰当的恰当的对对象象(如与气体相关如与气体相关联联的液柱、活塞等的液柱、活塞等)，并，并对对其其进进行正行正确的受力分析确的受力分析(特特别别注意内、外气体的注意内、外气体的压压力力)，然后，然后根据牛根据牛顿顿第二定律列方
16、程求解气体第二定律列方程求解气体压压强强的确定的确定要根据气体所要根据气体所处处的外部条件，往往需要利用跟气的外部条件，往往需要利用跟气体接触的液柱和活塞等物体的受力情况和运体接触的液柱和活塞等物体的受力情况和运动动情情况来况来计计算算课堂互动讲练课堂互动讲练例例例例1 1类型一热热力学温度的含力学温度的含义义(双双选选)关关于于热热力力学学温温度度，下下列列说说法法中中正正确确的的是是()A33 240 KB温度每温度每变变化化1，也就是温度，也就是温度变变化了化了1 KC摄摄氏温度与氏温度与热热力学温度都可能取力学温度都可能取负值负值D温度由温度由t 升至升至2t，对应对应的的热热力学温度
17、升高力学温度升高了了t273(K)【精【精讲讲精析】精析】由由热热力学温度与力学温度与摄摄氏温度的关系：氏温度的关系：T273 Kt，可知：，可知：33 240 K，故，故A正确；正确；在表示温差在表示温差时时，热热力学温度与力学温度与摄摄氏温度在数氏温度在数值值上上是相同的，故是相同的，故B正确；正确；D中初中初态热态热力学温度力学温度为为273 Kt，末，末态为态为273 K2t，温度，温度变变化化t(K)，故，故D错错；因因绝对绝对零度达不到，故零度达不到，故热热力学温度不可能取力学温度不可能取负值负值，故故C错错【答案】【答案】AB【方法【方法总结总结】热热力学温力学温标标和和摄摄氏温
18、氏温标标是温度的是温度的两种不同的表示方法，两种不同的表示方法，对对同一温度来同一温度来说说，用不同，用不同的温的温标标表示数表示数值值不同，不同，这这是因是因为为它它们们零零值值的的选选取取不同，但两种温不同，但两种温标标表示的温差一定相同表示的温差一定相同类型二从微从微观观角度分析状角度分析状态态参量的参量的变变化化例例例例2 2(单单选选)对对于于一一定定质质量量的的气气体体，下下列列四四个个论论述述中正确的是中正确的是()A当分子当分子热热运运动变剧动变剧烈烈时时，压压强强必增大必增大B当分子当分子热热运运动变剧动变剧烈烈时时，压压强强可以不可以不变变C当分子当分子间间平均距离平均距离
19、变变大大时时，压压强强必必变变大大D当分子当分子间间平均距离平均距离变变大大时时，压压强强必必变变小小【精精讲讲精精析析】分分子子热热运运动动变变剧剧烈烈，表表明明气气体体温温度度升升高高，分分子子平平均均动动能能增增大大，但但不不知知气气体体的的分分子子密密度度怎怎么么变变化化，故故压压强强的的变变化化趋趋势势不不明明确确，A错错，B对对分分子子的的平平均均距距离离变变大大，表表明明气气体体的的分分子子密密度度变变小小，但但因因不不知知此此时时分分子子的的平平均均动动能能怎怎么么变变，故故气体的气体的压压强强不知怎么不知怎么变变化，化，C、D错错【答案】【答案】B【方法【方法总结总结】气体的
20、气体的压压强强在微在微观观定定义义上是由分上是由分子密度和平均子密度和平均动动能共同决定的能共同决定的如如图图261所所示示，一一个个壁壁厚厚可可以以不不计计、质质量量为为M的的汽汽缸缸放放在在光光滑滑的的水水平平地地面面上上，活活塞塞的的质质量量为为m，面面积积为为S，内内部部封封有有一一定定质质量量的的气气体体活活塞塞不不漏漏气气，摩摩擦擦不不计计，外外界界大大气气压压强强为为p0，若若在在活活塞塞上上加加一一水水平平向向左左的的恒恒力力F(不不考考虑虑气气体体温温度度的的变变化化)，求求汽汽缸缸和和活活塞塞以以共共同同加加速速度度运运动动时时，缸缸内内气体的气体的压压强强多大？多大？类型
21、三气体气体压压强强的的计计算算例例例例3 3图图261【思路点【思路点拨拨】容器加速运容器加速运动动，选选活塞活塞为为研究研究对对象，象，进进行受力分析，然后由牛行受力分析，然后由牛顿顿第二定律列方程，第二定律列方程，求出气体的求出气体的压压强强【方法【方法总结总结】封封闭闭气体的气体的压压强强，不，不仅仅与气体的与气体的状状态变态变化有关，化有关，还还与相关的水与相关的水银银柱、活塞、汽缸柱、活塞、汽缸等物体的受力情况和运等物体的受力情况和运动动状状态态有关解决有关解决这类问这类问题题的关的关键键是要明确研究是要明确研究对对象，分析研究象，分析研究对对象的受象的受力情况，再根据运力情况，再根
22、据运动动情况，列研究情况，列研究对对象的平衡方象的平衡方程或牛程或牛顿顿第二定律方程，然后解方程，就可求得第二定律方程，然后解方程，就可求得封封闭闭气体的气体的压压强强变变式式训练训练(单选单选)图图262如如图图262所示，一个横截面所示，一个横截面积为积为S的的圆圆筒形容筒形容器器竖竖直放置，金属直放置，金属圆圆板上表面是水平的，下表面板上表面是水平的，下表面是是倾倾斜的，下表面与水平面斜的，下表面与水平面间间的的夹夹角角为为，圆圆板的板的质质量量为为M，不，不计圆计圆板与容器内壁的摩擦，板与容器内壁的摩擦，则则被被圆圆板封板封闭闭在容器内的气体的在容器内的气体的压压强强等于等于(大气大气压压强强为为p0)()