2023届高考物理二轮复习讲义：气体

气体 一、气体分子运动的特点 1．运动的自由性：气体很容易被压缩，说明气体分子之间的距离很大，标准状况下，气体分子之间的距离大约是分子直径的10倍，因此除了相互碰 撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，在空间内自由移动．所以气体没有确定的形状和体积，其体积等于容器的容积 2．运动的无序性：每个气体分子都在做水不停息的无规则运动，常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且 向各个方向运动的气体分子数目都相等．即气体分子沿各个方向运动的机会 (概率)相等 3．运动的速率分布规律性：大量气体分子的速率分布呈现中间多(速率居中的分子数目多)、两头少(速率大或小的分子数目少)的规律。 当温度升高时，“中间多”的这一 “高蜂”向速率大的方向移动，分子的平均速率增大，分子的热运动变激烈，因此说，温度是分子平均动能的标志．但 具体到某一个气体分子，速率可能变大也可能变小，无法确定。 二、气体热现象的微观意义 温度越高，分子的热运动越激烈，尽管大量分子做无规则运动，速率有大有小，但气体分子建率星“中间多、两头少”的规律分布．当温度升高时，某 一分子在某一时刻的速率不一定增加，但大量分子的平均速率一定增加，而 且“中间多”的分子速率值增加(如图所示)。当温度升高时，“中间多”的这一 峰”同速率大的方向移动，即速率大的分子数目增多，速率小的分子数目 三、气体压强的微观意义 1．气体压强的产生 单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，对器壁产生持续、均匀的压力，所以从分子动理论的现点来看，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。 2．决定气体压强大小的因素 (1)微观因素： ① 气体分子的密集程度：气体分子密集程度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大。 ② 气体分子的平均动能：气体的温度越高，气体分子的平均动能就越大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大；从另一方面讲，气体分子的平均速率越大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次 数就越多，累计冲力就越大，气体压强就越大。 (2)宏观因素：由理想气体状态方可知， 一定质量的理想气体的压强由V、T共同决定。 ① 与温度有关：在体积不变的情况下，温度越高，气体分子的平均动能越大，气体的压强越大。 ② 与体积有关：在温度不变的情况下，体积越小，气体分子的密集程度越大，气体的压强越大。 3． 密闭气体压强与大气压强不同 (1)密闭气体压强 因密闭容器中的气体密度一般很小，且气体自身重力产生的压强极小。可忽略不计，故气体压强由气体分子碰擅器壁产生，大小由气体的分子密集程度和温度决定，与地球的引力无关，气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的。 (2)大气压强 大气压强是由于空气受到重力作用紧紧“包围”地球而对浸在它里面的物体产生的压强，如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，也就不会有大气压，地面大气压的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值，大气层最终还是通过分子碰撞对放入其中的物体产生压强。 四、习题 1．夏天开空调，冷气从空调中吹进室内，则室内气体分子的(　　) 　　A．热运动剧烈程度加剧 　　B．平均动能变大 　　C．每个分子速率都会相应减小 　　D．速率小的分子数所占的比例升高 2．关于气体的压强，下列说法中正确的是(　　) A．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的 B．气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大 C．气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的 D．当某一密闭容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零 3．(多选)下列说法中正确的是(　　) A．一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大。 B．一定质量的气体温度不变，压强增大时，其体积必减小 C．气体压强是由气体分子间的斥力产生的。 D．一定质量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均磁撞次数随着温度降低面增加。 4．(多选)关于理想气体的温度、分子平均速率、 内能的关系，下列说法中正确的是(　　　) A．温度升高时。气体分子的平均速率增大 B．温度相同时，各种气体分子的平均速率都相同 C．温度相同时，各种气体分子的平均动能都相同 D．温度相同时，各种气体的内能都相同 5．(多选)汽缸内封闭着一定质量的理想气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时(　　) A．气体的分子数密度增大 B．气体的压强增大 C．气体分子的平均动能减小 D．每