2011年高考物理一轮复习第十三章第2讲 气体状态参量及其关系 固体、液体的性质（教学案）

第2讲 气体状态参量及其关系 固体、液体的性质 【必备知识梳理】 一、气体的状态参量 1、温度：T（t） （1）意义：宏观上：表示物体的冷热程度联单 微观上：标志物体 分子平均动能的大小 （2）数值表示法： ①摄氏温标t：单位： ℃ 在1atm下，冰的熔点是0℃ 沸点是：100 ℃ ②热力学温标T单位：K（SI制的基本单位之一） 把－273 ℃作为0K绝对零度（是低温的极限，只能无限接近、不能达到） ③两种温标的关系： T=t+273 （K） △T=△t 冰的熔点 t1=0 ℃ T1=273K 水的沸点 t2=100 ℃ T2=373K △t=100 ℃ △T=100K 说明：两种温标下每一度温差大小是相等的，只是零值起点不同 2、体积：V 气体分子所能达到的空间（一般为容器的容积） 单位：m3 1 m3 =103dm3（L）=106cm3（ml） 3、压强：p 器壁单位面积上受到的压力 ①产生： 由大量分子频繁碰撞器壁产生的 （单位体积内分子个数越多，分子的平均速率越大，气体的压强就越大） ②单位：Pa 1Pa=1N/m2 1atm=1.013×105Pa=76cmHg ③计算： P固=F/sP液=ρ液gh 二、气体分子动理论 （1）气体分子运动的特点是：①气体分子间的距离大约是分子直径的10倍，分子间的作用力十分微弱。通常认为，气体分子除了相互碰撞或碰撞器壁外，不受力的作用。②每个气体分子的运动是杂乱无章的，但对大量分子的整体来说，分子的运动是有规律的。研究的方法是统计方法。气体分子的速率分布规律遵从统计规律。在一定温度下，某种气体的分子速率分布是确定的，可以求出这个温度下该种气体分子的平均速率。 （2）用分子动理论解释气体压强的产生（气体压强的微观意义）。气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的。压强的大小跟两个因素有关：①气体分子的平均动能，②分子的密集程度。 三．气体的体积、压强、温度间的关系 （1）一定质量的气体，在温度不变的情况下，体积减小时，压强增大，体积增大时，压强减小。 （2）一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度升高，体积增大。[来源:学§科§网] （3）一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大。 【高频考点解读】 考点一、气体压强的计算 1．气体压强的特点 （1）气体自重产生的压强一般很小，可以忽略．但大气压强P0却是一个较大的数值（大气层重力产生），不能忽略． （2）密闭气体对外加压强的传递遵守帕斯卡定律，即外加压强由气体按照原来的大小向各个方向传递． 2．静止或匀速运动系统中封闭气体压强的确定 （1）液体封闭的气体的压强 平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象，进行受力分析，利用它的受力平衡，求出气体的压强． 例1、如图，玻璃管中灌有水银，管壁摩擦不计，设p0=76cmHg,求封闭气体的压强（单位：cm ） 解析：本题可用静力平衡解决．以图（2）为例求解。取水银柱为研究对象，进行受力分析，列平衡方程得Ps= P0S＋mg；所以p= P0S十ρghS，所以P＝P0十ρgh（Pa）或P＝P0＋h（cmHg） 答案：P＝P0十ρgh（Pa）或P＝P0＋ h（cmHg） 解(4)：对水银柱受力分析（如右图） 沿试管方向由平衡条件可得： pS=p0S+mgSin30° P= =p0+ρhgSin30°=76+10Sin30°(cmHg) =76+5 (cmHg) =81 (cmHg) 点评：此题虽为热学问题，但典型地体现了力学方法，即：选研究对象，进行受力分析，列方程．[来源:学科网] 拓展： 【例2】在竖直放置的U形管内由密度为ρ的两部分液体封闭着两段空气柱．大气压强为P0，各部尺寸如图所示．求A、B气体的压强． 求pA：取液柱h1为研究对象，设管截面积为S，大气压力和液柱重力向下，A气体压力向上，液柱h1静止，则 P0S＋ρgh1S=PAS 所以 PA=P0＋ρgh1 求 pB：取液柱h2为研究对象，由于h2的下端以下液体的对称性，下端液体自重产生的任强可不考虑，A气体压强由液体传递后对h2的压力向上，B气体压力、液柱h2重力向下，液往平衡，则PBS＋ρgh2S=PAS 所以 PB=P0＋ρgh1一ρgh2 熟练后，可直接由压强平衡关系写出待测压强，不一定非要从力的平衡方程式找起． 小结：受力分析：对液柱或固体进行受力分析,当物体平衡时: 利用F合=0,求p气 注意: (1)正确选取研究对象 (2)正确受力分析,别漏画大气压力 取等压面法：根据同种液体在同一水平液面压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等建立方程求出压强，仍以图7－3为例：求pB从A气体下端面作等压面，则有PB十ρgh2＝PA