第11.1节 气体的状态-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（沪科版2020上海选择性必修第三册）

第11章 气体、液体、固体 11.1 气体的状态 🧭目标导航 知识要点 难易度 1. 气体的宏观状态参量：体积、温度、压强 2. 热力学温标：T = t ＋ 273 K 3. 小液片分析法、平衡力分析法 ★ ★★ ★★★ 📚知识精讲 一、气体宏观状态的描述 1. 气体的宏观状态用体积（V）、温度（T）、压强（p）来描述。 例如：某钢瓶容积为100L，其内煤气温度为20℃时的气压为5atm。 2. 热平衡 将两个温度不同的系统互相接触，这两个系统的状态都会变化，热的变冷，冷的变热。 经过一段时间后，这两个系统的状态不再变化，达到平衡，不再进行热传递，这种平衡叫做热平衡。 处于热平衡状态的两个系统具有相同的温度，即两个系统不再变化的状态参量是温度T。 3. 温标和温度 为了定量地描述温度，就必须建立温标。常用的温标有摄氏温标、热力学温标等。 温度是描述物体冷热程度的宏观物理量，对应于微观的分子平均动能。 4. 热力学温标 热力学温度：用热力学温标表示的温度，用符号T表示。 单位是开尔文 (K)，简称开，它是国际单位制中七个基本量之一。 热力学温度和摄氏温度的关系： T = t ＋ 273 K ∆T=∆t 绝对零度也叫低温极限，即T=0K，不可能达到0K，对应于微观的分子平均动能是0。 5. 气体压强 定义：P= 国际单位是帕斯卡 (Pa)，简称帕。 气体压强通常用厘米汞柱（cmHg）、标准大气压（atm）表示，1atm=76chHg=1.013×105Pa。 实验模拟：如下图所示，把台秤的托盘翻过来放置，将若干小钢珠 (或黄豆) 连续倒向托盘。小钢珠与托盘撞击后全部都被反弹开，但由于许多小钢珠不断地撞击托盘，托盘就受到一个持续的压力，台秤就会指示这一压力。（雨滴落到伞面，对伞面产生一定压力是相同现象） 气体的压强的产生：气体分子频繁地碰撞容器壁，形成对各处各方向均匀的持续的压力而产生的。 影响气体压强的因素： (1)微观：分子的质量、分子运动的速度和单位时间内撞击单位面积器壁的分子数等有关； (2)宏观：温度、体积有关。 气体的压强的特点：同一容器中的气体的压强向各个方向的大小都相等，不随深度变化而变化。 🚀考点题型 考点01：计算密封气体的压强 解题方法(1)：小液片分析法。 在液柱中界面和相等高度的合适地方，假设存在一个小液片，分析小液片受力情况求解。 解题方法(2)：小液片分析法。 根据平衡力或建立牛顿第二定律建立方程分析求解,通常选择活塞等为研究对象。 例1. 外界大气压为P0，计算下列情况下密封气体的压强。 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) 例2. 如图所示，一个横截面积为S的内壁光滑圆筒形容器竖直固定放置，容器中静止的金属圆板A的上表面水平，下表面倾斜，下表面与水平面的夹角为。已知圆板质量为M，大气压强为，则容器内气体压强等于（　　） A. B. C. D. ✏️巩固练习 1. 下列单位，属于国际单位制中基本单位的是（ ） （A）牛顿 （B）开尔文 （C）焦耳 （D）特斯拉 2. 某日气温最低为﹣2℃、最高为7℃，用热力学温标表示该日的最大温差是（ ） （A）5K （B）278K （C）9K （D）282K 3. 在国际单位制中，压强的单位为帕（Pa），用基本单位表示 1Pa 等于（ ） （A）1cmHg （B）1atm （C）1 （D）1 4. 如图，由于下落的许多小钢珠不断地撞击托盘，托盘就受到一个持续的压力，这个现象可以类比说明（ ） （A）气体温度的实质 （B）气体体积的可变性 （C）气体压强产生的原因 （D）气体密度的可变性 5. 用豆粒模拟气体分子,可以模拟气体压强产生的机理。如图所示,从距秤盘80 cm高度把1 000粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上,持续作用时间为1 s,豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半。若每个豆粒只与秤盘碰撞一次,且碰撞时间极短(在豆粒与秤盘碰撞极短时间内,碰撞力远大于豆粒受到的重力),已知1 000粒的豆粒的总质量为100 g,则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为 (　　) A.0.2 N　　　　B.0.6 N　　　　C.1.0 N　　　　D.1.6 N 6. 如图所示，一端封闭的玻璃管中有一些空气和一段水银柱，将它倒立在水银槽中，上端与弹簧秤相连，则弹簧秤的示数为（ ）