专题14 第2课时 气体(课件PPT)-【零起点考大学】2026年高考物理高效备考方案

零起点考大学 物 理 1 专题十四 热学 第二课时 气体 2 气体 气体压强的计算和微观解释 一 气体实验定律的应用 二 考点3：气体 1.气体压强的计算和微观解释 （1）气体压强的计算: ①活塞模型：如图所示是最常见的封闭气体的两种方式。 求气体压强的基本方法：先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。 图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0。由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg＝pS， 则气体的压强为。 图乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg＝p0S， 则气体压强为。 考点3：气体 ②连通器模型：如图所示，U形管竖直放置。同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来。则有pB＋ρgh2＝pA，而pA＝p0＋ρgh1，所以气体B的压强为pB＝p0＋ρg(h1－h2) （2）气体分子运动的速率分布图像： 气体分子间距离大约是分子直径的10倍，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大，如图所示。 考点3：气体 （3）气体压强的微观解释： ①产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。 ②决定因素(一定质量的某种理想气体)： a.宏观上：决定于气体的温度和体积。 b.微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。 考点3：气体 2.气体实验定律的应用 （1）气体实验定律。 ①玻意耳定律：质量一定，温度不变 p1V1＝p2V2 考点3：气体 ③盖-吕萨克定律：质量一定，压强不变 ②查理定律：质量一定，体积不变 考点3：气体 （2）理想气体状态方程。 ①理想气体。 a.宏观上讲，理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵从气体实验定律的气体。实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。 b.微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。 ②理想气体的状态方程。 a.内容：一定质量的某种理想气体发生状态变化时，压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。 b.公式：或（C是与p、V、T无关的常量）。 即学即练 1.(多选) 一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在（ ） A.ab过程中不断增加 B.bc过程中保持不变 C.cd过程中不断增加 D.da过程中保持不变 AB 【解析】首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A正确；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；连接aO交cd于e，如图所示，则ae是等容线，即Va＝Ve，因为Vd＜Ve，所以Vd＜Va，da过程中体积不是保持不变，D错误。本题选AB。 知识拓展 （1）气体状态方程计算类问题的解答技巧。 首先明确描述气体的三个状态参量，既要研究各自的变化过程，同时要抓住它们之间的联系，挖掘隐含条件，正确求出气体的相关参量。 其次把握三大实验定律的适用条件，如：玻意耳定律是等温变化；查理定律是等容变化；盖-吕萨克定律是等压变化。它们都要求是一定质量的理想气体，对变质量的气体不能直接使用公式计算，需另辟蹊径，化变为不变。 （2）液体封闭的气体压强的确定。 ①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。 ②取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，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。 即学即练 2.如图所示，A汽缸截面积为500 cm2，A、B两个汽缸中装有体积均为10 L、压强均为1 atm、温度均为27 ℃的理想气体，中间用细管连接。细管中有一绝热活塞M，细管容积不计。现给左面的活塞N施加一个推力，使其缓慢向右移动，同时给B中气体加热，使此过程中A汽缸中的气体温度保持不变，活塞M保持在原位置不动。不计活塞与器壁间的摩擦，周围大气压强为1 atm＝105 Pa，当推力时，求： （1）活塞N向右移动的距离是多少厘米? （2）B汽缸中的气体升温到多少摄氏度? 【解析】（1）施加力F后， A中气体的压强 对A中气体有pA VA = pA ′VA ′， 则， 初态时， 末态时， 故活塞N向右移动的距离s=LA－LA′=5 cm。 即学即练 2.如图所示，A汽缸截面积为500 cm2，A、B两个汽缸中装有体积均为10 L、压强均为1 atm、温度均为27 ℃的理想气体，中间用细管连接。细管中有一绝热活塞M，细管容积不计。现给左面的活塞N施加一个推力，使其缓慢向右移动，同时给B中气体加热，使此过程中A汽缸中的气体温度保持不变，活塞M保持在原位置不动。不计活塞与器壁间的摩擦，周围大气压强为1 atm＝105 Pa，当推力时，求： （1）活塞N向右移动的距离是多少厘米? （2）B汽缸中的气体升温到多少摄氏度? （2）对B中气体，因活塞M保持在原位置不动，末态压强 根据查理定律得 解得，所以tB=127 ℃。 【答案】（1）5 cm (2)127 ℃ 知识拓展：气体状态变化图像问题 变化 过程 变化规律 图像 等温 变化 遵循玻意耳定律pV＝C。p-V图像为双曲线，对同一气体，pV乘积大的图线对应的T高，即T2>T1；图像为过原点的直线，对同一气体，斜率大的图线对应的T高，即图中T2>T1   等容 变化 遵循查理定律。p-T图像为过原点的直线，对同一气体，斜率大的图线对应的V小，即图中V2<V1   等压 变化 遵循盖-吕萨克定律。V-T图像为过原点的直线，对同一气体，斜率大的图线对应的p小，即图中p2<p1 $