物理选修第八章气体知识点汇总填空训练Word格式文档下载.docx
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物理意义：
1）等温线上的某点表示气体的一个确定状态。
2）同一条等温线上的各点温度相同，即p与V乘积相同。
3）一定质量的气体，不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。
知识点二、气体的等容变化和等压变化
一、气体的等容变化
1．概念：
一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化．
2.查理定律
⑴内容：
一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。
⑵表达式：
①
②
⑶适用条件：
气体质量一定，体积不变
⑷适用范围：
压强不太大、温度不太低
3．等容线：
一定质量的某种气体在体积不变时，压强随温度变化关系的图线，叫气体的等容线．
特点：
⑴等容线是延长线经过坐标原点的直线；
⑵图线上每一个点表示气体一个确定的状态；
⑶同一根等容线上各状态的体积相同，
斜率反映体积大小，斜率越大，体积越小
（同一温度下，压强大的体积小）如图所示，V2<
V1．
4．查理定律的分比形式
即一定质量的气体在体积不变的条件下，
压强的变化量与热力学温度的变化量
（等于摄氏温度变化量）成正比。
注意：
p与热力学温度T成正比，
不与摄氏温度成正比，但压强的
变化?
p与摄氏温度?
t的变化成正比。
二、气体的等压变化
一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化叫做等压变化．
2.盖·
吕萨克定律
一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。
②
气体质量一定，压强不变
3．等压线：
一定质量的某种气体在压强不变时，体积随温度变化关系的图线，叫气体的等压线．
⑴等压线是延长线经过坐标原点的直线；
⑶同一根等压线上各状态的压强相同，
斜率反映压强大小，斜率越大，压强越小
（同一温度下，体积大的压强小）如图所示，p2<
p1。
4．盖·
吕萨克定律的分比形式
即一定质量的气体在压强不变的条件下，
体积的变化量与热力学温度的变化量
v与热力学温度T成正比，
不与摄氏温度成正比，但体积的
V与摄氏温度?
知识点三、理想气体的状态方程
一.理想气体：
1、理想气体：
理想气体是实际气体的一种理想化模型．在微观上，分子间的距离绝对大于分子本身的尺寸（
?
10
），从而可忽略气体分子本身的体积和分子间相互作用力。
这样的气体可视为理想气体。
在宏观上，始终能遵守气体实验定律的气体可视为理想气体。
也就是说，在常温和常压下的实际气体，其性质都近似于理想气体
1）理想气体是不存在的，是一种理想模型。
2）在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。
3）从微观上说：
分子间以及分子和器壁间，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。
4）从能量上说：
理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。
一定质量的理想气体的内能仅由温度决定,与气体的体积无关.
二、理想气体的状态方程
1、内容：
一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。
2、公式：
或
注：
式中恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由理想气体的物质的量决定。
〖推导过程
假设一定质量的气体
从A→B为等温变化：
由玻意耳定律得pAVA=pBVB①
从B→C为等容变化：
由查理定律得
又TA=TBVB=VC
联立①②式得
由上式可见，一定质量的理想气体，在状态变化过程中若保持某一个参量不变时，就可从气态方程分别得到玻意耳定律、查理定律、盖·
吕萨克定律．〗
3、理想气体的状态方程推论
推论一涉及到气体的状态参量为压强、密度、热力学温度。
推论二反映了几部分气体从几个分状态合为一个状态（或相反）时各状态参量之间的关系。
★三、理想气体状态方程的拓展--------克拉珀龙方程
1、公式或
说明：
1）n为物质的量，或叫摩尔数；
R叫普适气体恒量，也叫摩尔气体恒量，
R＝8.31J/mol.k。
（2）该式是任意质量的理想气体状态方程，又叫克拉帕龙方程
（3）克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的状态方程，它联系着某一确定状态下各物理量之间的关系。
对实际气体只要温度不太低，压强不太大就可应用克拉珀龙方程解题。
〖普适气体恒量R的推导
以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状态
设为1mol理想气体在标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量．
代入数值得：
〗
四、理想气体状态方程的应用要点：
1）选对象——根据题意，选出所研究的某一部分气体．这部分气体在状态变化过程中，其质量必须保持一定．
2）找参量——找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组T、p、V数值或表达式．其中压强的确定往往是个关键，需注意它的一些常见情况（参见第一节），并结合力学知识（如力平衡条件或牛顿运动定律）才能写出表达式．
3）认过程——过程表示两个状态之间的一种变化方式，除题中条件已直接指明外，在许多情况下，往往需要通过对研究对象跟周围环境的相互关系的分析中才能确定．认清变化过程这是正确选用物理规律的前提．
4）列方程——根据研究对象状态变化的具体方式，选用气态方程或某一实验定律．代入具体数值时，T必须用热力学温度，p、V两个量只需方程两边对应一致．
知识点四、气体热现象的微观意义
一、随机性与统计规律
1、在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件叫做必然事件
2、若某件事不可能出现，这个事件叫做不可能事件
3、若在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现，这个事件叫做随机事件
4、大量随机事件的整体会表现出一定的规律性，这个规律就是统计规律。
二、气体分子运动的特点
1、气体分子距离比较大，分子间作用力很弱，分子除了相互碰撞或跟器壁碰撞外不受力而做匀速直线运动，因而会充满它能达到的整个空间
2、气体分子数量巨大，之间频繁地碰撞，分子速度大小和方向频繁改变，运动杂乱无章，任何一个方向运动的气体分子都有，各个方向运动的分子数目基本相等
三、气体温度的微观意义
1、如图，通过定量分析得出：
理想气体的热力学温度T
与分子的平均动能成正比
即
为比例常数，
.
2、可见，温度是分子平均动能的标志
四、气体压强的微观意义
1、从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。
“大米模拟实验”
在某高度，将大米连续倒在秤盘上，观察示数；
在更高的位置，将大米连续倒在秤盘上，观察示数
实验现象：
位置越高，台秤的示数越大
实验结论：
气体分子平均动能越大，气体压强越大
在相同高度，将大米更密集倒在秤盘上，观察示数
倒在秤盘上的大米越密集，示数越大
气体分子越密集，气体压强越大
结论:
气体压强的大小跟两个因素有关：
▲气体分子的平均动能（宏观：
温度）
▲气体分子的密集程度（宏观：
体积）
五、对气体实验定律的微观解释
▲玻意耳定律的微观解释（查理定律和盖吕萨克定律见教材29页）
【解题示例】
例题1：
一定质量气体的体积是20L时，压强为1×
105Pa。
当气体的体积减小到16L时，压强为多大？
设气体的温度保持不变。
解：
以气体为研究对象，
由p1V1=p2V2得
例题2：
如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为12cm。
活塞质量为20kg，横截面积为100cm2。
已知大气压强为1×
求：
汽缸开口向上时，气体的长度。
例题3：
一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（）
A、一直下降B、先上升后下降
C、先下降后上升D、一直上升
答案：
B
例4：
某种气体在状态Ａ时压强2×
105Pa,体积为1m3,温度为200K,
（1）它在等温过程中由状态A变为状态B,状态B的体积为2m3,求状态B的压强.
（2）随后,又由状态B在等容过程中变为状态C,状态C的温度为300K,求状态C的压强.
解
（1）气体由状态A变为状态B的过程遵从玻意耳定律.
由pAVA=PBVB, PB=105Pa
（2）气体由状态B变为状态C的过程遵从查理定律.
由pc=1.5×
105Pa
例5：
例6：
?
一定质量的气体，保持体积不变，温度从1℃升高到5℃，压强的增量为2.0×
103Pa，则[?
]
A．它从5℃升高到10℃，压强增量为2.0×
103Pa
B．它从15℃升高到20℃，压强增量为2.0×
C．它在0℃时，压强约为1.4×
D．它在0℃时，压强约为0
解
例7：
教室的容积是100m3，在温度是7℃，大气压强为1.0×
105Pa时，室内空气的质量是130kg，当温度升高到27℃时大气压强为1.2×
105Pa时，教室内空气质量是多少？
初态：
P1=1.0×
105pa，V1=100m3，T1=273+7=280K
末态：
P2=1.2×
105Pa，V2=？
，T2=300K
根据理想气体状态方程：
因，所以说明有气体流入房间
。
【知识要点填空】
A、概念：
一、描述气体的状态参量
1、温度：
①定义：
.②单位及其换算关系：
.
③一般情况下，我们定量计算时要用温标.
2、体积：
①宏观上：
容纳气体的．②微观上：
气体分子所能达到的．③单位：
国际单位为，且1m3＝103dm3＝106cm3.
3、压强：
①气体压强的产生原因：
气体的压强是分子地碰撞器壁产生的，单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但大量分子频繁地碰撞器壁，对器壁就产生了持续、均匀的压力，气体的压强在数值上等于大量气体分子作用在器壁面积上的平均作用力。
②国际单位为，符号为，且1atm＝1.013×
105Pa＝76cmHg.
③大小决定因素：
宏观上：
气体的和物质的量．
微观上：
单位体积内的分子数和．
4、物质的量：
①它是描述系统参量的物理量.②物质的量n=.
5、内能：
①物体内的总和，叫内能.②影响因素：
6、理想气体：
①在和下都能遵从气体实验定律的气体.
②理想气体是一种的模型；
其分子间作用力，分子的大小.
7、统计规律：
叫统计规律.
B、规律：
气体状态变化的图像：
（1）P—V图像
（2）
—
图像
（3）P—T图像（4）P—t图像
（5）V—T图像（6）V—t图像
C、微观解释：
温度是的标志。
公式表示为。
2、压强：
①从微观角度来说，气体压强跟两个要素有关：
；
②从宏观角度来说，气体压强跟两个要素有关：
。
3、玻意耳定律的微观解释：
一定的气体，温度保持不变时，分子的是一定的。
在这种情况下，体积减小时，分子的增大，气体的就增大。
4、查理定律的微观解释：
一定质量的气体，保持不变时，分子的密集程度保持不变。
在这种情况下，温度升高时，分子的增大，气体的压强就增大。
5、盖—吕萨克定律的微观解释：
一定质量的气体，温度升高，分子的平均动能增大。
只有气体的同时增大，使分子的密集程度，才能保持压强不变。
【针对性训练】
1.如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M，不计圆板与容器内壁间的摩擦。
若大气压强为P0，则被圆板封闭在容器中的气体压强等于（）
A、P0+Mgcosθ/SB、P0/cosθ+Mg/Scosθ
C、P0+Mgcos2θ/SD、P0+Mg/S
2.U形管的A端封有气体，B端也有一小段气体。
其中封闭气体的水银柱长度为l，高度差为h，大气压强P0，则A端气柱的压强为多少？
3．关于气体分子，下列说法中正确的是（）
A．由于气体分子间的距离很大，气体分子可以看作质点
B．气体分子除了碰撞以外，可以自由地运动
C．气体分子之间存在相互斥力，所以气体对容器壁有压强
D．在常温常压下，气体分子的相互作用力可以忽略
4.如图所示，桌子上有台秤，用很多大豆向台秤倾
倒，此时台秤示数为N。
下述正确的是（）
A．当倾倒大豆的杯子高度增大时台秤示数减
小
B．当倾倒大豆的杯子高度增大时台秤示数不变
C．当相同时间内倾倒大豆的数量增加时台秤示数减小
D．当相同时间内倾倒大豆的数量增加时台秤示数增大
5.一定质量的理想气体处于平衡状态Ⅰ．现设法使其温度降低而压强升高，达到平衡状态Ⅱ，则，下列说法正确的是（）
A．状态Ⅰ时气体的密度比状态Ⅱ时的大
B．状态Ⅰ时分子的平均动能比状态Ⅱ时的大
C．状态Ⅰ时分子间的平均距离比状态Ⅱ时的大
D．状态Ⅰ时每个分子的运动速率都比状态Ⅱ时的分子运动速率大
6.关于密闭容器中气体的压强，下列说法正确的是（ ）
A．是由于气体分子相互作用产生的
B．是由于气体分子碰撞容器壁产生的
C．是由于气体的重力产生的
D．气体温度越高，压强就一定越大
7.向固定容器内充气，当气体压强为p，温度为27℃时气体的密度为ρ，当温度为327℃，气体压强为1.5P时，气体的密度为
（）
A.0.25ρB.0.5ρC.0.75ρD.ρ
8.将一根质量可忽略的一端封闭的塑料管子插入液体中，
在力F作用下保持平衡，在图8.3—5
中H值的大小将与下列
哪个量无关
A.管子的半径
B.大气压强
C
.液体的密度
D.力F
9.如图8.3—4所示，一导热性能良好的气缸吊在弹簧下，
缸内
被活塞封住一定质量的气体（不计活塞与缸壁摩擦），
当温度升高到某一数值时，变化了的量有（）
A.活塞高度hB.缸体高度H
C.气体压强pD.弹簧长度L
10.定质量的理想气体
，由状态A（1，3）沿直线AB变化到C（3，1），如图8.3—
7所示，气体在A、B、C三个状态中的温度之比是
A.1：
1：
1B.1：
2：
3
C.3：
4：
D.4：
3：
4
11.用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次能把体积
为V0、压强为P0的空气打入容器内。
若容器内原有空气的压
强为P0，打气过程中温度不变，则打了n次后容器内气体的
压强为
12.在温度为00C、压强为1.0×
105Pa的状态下，1L空气的质量是1.29g，当温度为1000C、压强等于2.0×
105Pa时。
1Kg空气的体积是多少？
13.为了测定湖的深度，将一根试管开口向下缓缓压至湖底，测得进入管中的水的高度为管长的3/4，湖底水温为
C，湖面水温为
C，大气压强76cmHg。
求湖深多少？
14.如图8.3—1所示，粗细均匀的一端封闭一端开口的U型玻璃管，当t1=31℃，大气压强p0=1atm时，两管水银面相平，这时左管被封闭气柱长l1=8cm。
（1）当温度t2等于多少时，左管气柱长l2为9cm？
（2）当温度达到上问中温度t2时，为使左管气柱长l3为8cm，
则应在右管加多长水银柱？
参考答案
1、D
2、P=
（Pa）P=
（cmHg）
3、ABD
4、D
5、BC
6、B
7、C
8、B 对管子受力分析可得，F=ρ水gπr2H。
9、B 以气缸为研究对象受力分析，可知气体的压强不变，温度升高，体积变大，故L不变，h不变，但H减小。
10、C 理想气体状态方程
11、
12、
0.53
13、2.56m 理想气体状态方程
14、
（1）取左管中气体为研究对象，初状态p1=1atm=76cmHg，T1=t1+273=304K，V1=l1S=8Scm3（设截面积为S），因为左管水银面下降1cm，右管水银面一定上升1cm，则左右两管高度差为2cm，因而末状态p2=（76+2）=78cmHg，V2=9Scm3。
用p1v1/T1=p2v2/T2，代入数据76×
8S/304=78×
9S/T2，∴T2=351K从而知t2=78℃
（2）在78℃情况下，气柱长从9cm减小到8cm。
体积减小，压强一定增大即压强大于78cmHg，故一定右管加水银。
由p1v1/T1=p3v3/T3，且V1=V3，T2=T3有：
p3=p1T3/T1=76×
（273+78）/（273+31）=87.75cmHg故应在右管加（87.75-76）=11.75cmHg
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