内容正文:
第六节 气体状态参量
学 习 目 标
重 点 难 点
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.
1.描述气体状态的三个参量(体积、温度、压强)的意义.(重点)
2.气体压强的有关计算.(重点)
3.气体压强的计算及微观解释.(难点)
一、体积和温度
1.基本知识
(1)在研究气体的性质时,可以用气体的体积、温度、压强来描述气体的状态,描述气体状态的物理量称为气体的状态参量.
(2)体积是气体分子所能达到的空间,也就是气体充满容器的容积.在国际单位制中,体积的单位是m3.常用单位间的换算关系:1 L=10-3 m3=1 dm3,1 ml=10-6 m3=1 cm3.
(3)温度是物体内部分子热运动平均动能的标志.温度的数值表示法叫温标.
日常生活中常用的温标是摄氏温标,它的单位是摄氏温度,符号是℃.在国际单位制中用热力学温标来表示温度,叫做热力学温度,用符号T表示,单位是开尔文,两种温标的关系为T=t+273.15_K.
2.思考判断
(1)气体体积就是所有气体分子体积的总和.
(×)
(2)温度越高,所有的分子运动越快.
(×)
(3)一个物体的温度由10 ℃升高到20 ℃,与它从288 K升高到298 K所升高的温度是相同的.
(√)
3.探究交流
摄氏温标的1 ℃与热力学温标的1 K大小相同吗?
【提示】 热力学温标与摄氏温标零点选择不同,但它们的分度方法,即每一度的大小是相同的.
二、压强
1.基本知识
(1)定义
气体作用在器壁单位面积上的压力.
(2)单位
在国际单位制中,单位是帕斯卡,符号Pa.
常用单位有:1 atm=1.013×105 Pa
1 mmHg=133 Pa
1 atm=76 cmHg=760 mmHg.
(3)决定因素
①从微观角度来看:气体的压强与气体分子的密集程度和分子的平均动能有关.
②从宏观角度来看:气体的压强与气体的体积和温度有关.
2.思考判断
(1)由于气体分子运动的无规则性,因此密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能不相等.
(×)
(2)一定质量的气体,体积一定时,气体分子的平均动能越大,气体的压强就越大.
(√)
(3)气体的分子数越多,气体的压强就越大.
(×)
3.探究交流
夏日轮胎的气压最好比正常气压值低10%左右.在长时间高速行车时,应行驶一段路程后,在阴凉处冷却一下轮胎.午间酷热行车时,应适当降低车速.此外,注意轮胎的承载能力,千万别超载.你知道这是为什么吗?
【提示】 胎内气体压强会随温度变化而变化.
温度和温标
【问题导思】
1.温度升高,是不是每个分子的动能都增大?
2.温度相同的物体,其分子的平均速率相等吗?
3.摄氏温标与热力学温标的零点相同吗?
1.“温度”的两种含义
宏观
角度
温度表示物体的冷热程度,这样的定义带有主观性,因为冷热是由人体的感觉器官比较得到的,往往是不准确的
热平衡
角度
温度的严格定义是建立在热平衡定律基础上的.热平衡定律指出,两个系统相互处于热平衡时,存在一个数值相等的物理量,这个物理量就是温度,这样的定义更具有科学性
2.温度的微观解释
(1)物体温度升高时,分子热运动加剧,分子平均动能增大;反之,物体温度降低时,分子热运动减弱,分子平均动能减少.物体的每一温度值都对应着一定值的分子热运动的平均动能值.因此我们说:“温度是物体分子热运动的平均动能的标志.”
(2)温度是大量分子无规则热运动的集体表现,含有统计的意义,对于个别分子,温度是没有意义的.
(3)同一温度下,不同物质(如铁、铜、水、木……)的分子平均动能都相同,但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尽相同.
3.两种温标的比较
名称
比较项目
摄氏温标
热力学温标
零度的规定
一个标准大气压下
冰水混合物的温度
-273.15 ℃
温度名称
摄氏温度
热力学温度
温度符号
t
T
单位名称
摄氏度
开尔文
单位符号
℃
K
关系
(1)T=t+273.15 K,粗略表示:T=t+273 K
(2)ΔT=Δt
1.热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一,它的单位属基本单位.
2.热力学温度的单位,大小等于摄氏温度的1 ℃,在表示温差时,1 K=1 ℃;在表示温度时却不相符,即ΔT=Δt,但T≠t.
3.摄氏温度中零上表示比0 ℃高,零下表示比0 ℃低,通常用正负表示.
4.热力学温标的零值是低温的极限,永远达不到.
(双选)关于热力学温度,下列说法中正确的是( )
A.-33 ℃=240 K
B.温度每变化1 ℃,也就是温度变化了1 K
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t+