气体的状态参量(高中物理粤教版选修3-3第二章第一节).ppt

第六节气体的状态参量 龙川县实验中学 把一个气球放到冰箱里 1 气球会发生怎样的变化 2 用什么物理量来描述气球气体的变化 一 气体的状态和状态参量 对于气体的某种性质均需用一个物理量来描述 如气体的热学性质可用温度 T 来描述 其力学性质可用压强 p 来描述 几何性质用体积 V 来描述 状态参量 描述气体性质的物理量叫状态参量 二 温度 1 温度是描述气体热学特征的物理量在生活中温度表示物体的冷热程度 这是建立在人们主观基础上的粗浅的温度概念 温度越高 物体分子的热运动加剧 分子热运动的平均动能也增加 2 温度的微观含义 温度是分子热运动的平均动能的标志 3 温标 温度的数量表示法 1 摄氏温标摄尔萨斯和施勒默尔提出摄氏温度标准状况下冰水混合的温度为0度 水沸腾时的温度为100度 把0到100之间100等份 每一等份为1摄氏度 1 2 热力学温标 19世纪英国物理学家开尔文提出一种与测温物质无关的温标 叫热力学温标或绝对温标 用符号T表示 单位是开尔文 简称开 符号K 用热力学温度和摄氏温度表示温度的间隔是相同的 即物体升高或降低的温度用开尔文和摄氏度表示在数值上是相同的 3 热力学温度与摄氏温度的数量关系T t 273 15K 粗略地表示T t 273K 三 体积 1 体积是描述气体几何特性的物理量 2 气体体积是指气体所充满的容器的容积 用符号V表示 3 体积的单位 在国际单位制中 体积的主单位为立方米 m3 体积的单位还有 升 L 毫升 mL 1L 10 m 1dm 3mL m 1cm 1m3 103dm3 106cm3 四 压强 1 压强是描述气体力学特性的宏观参量 2 气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强 用符号P表示 气体分子做无规则热运动 对器壁频繁撞击而产生压力 用打气筒把空气打到自行车的车胎里去 会把车胎胀得很硬 就是因为空气对车胎有压力而造成的 3 气体压强产生的原因 大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的 4 既然气体压强是大量气体分子频繁碰撞器壁的结果 那么 从微观角度来看 气体压强的大小跟什么因素有关呢 1 和气体分子的平均动能有关 2 和气体分子密集程度有关 P 2n 3 4 压强的单位 在国际单位制中 压强的单位是帕斯卡 Pa 1Pa 1N m气体压强的单位在实际中还会见到 标准大气压 符号是atm 和 毫米汞柱 符号是mmHg 1atm 1 013 105Pa 1mmHg 133Pa 液体压强的计算P gh 为密度 h为竖直高度 P gh 13 6 103 9 8 0 76Pa 1 013 105Pa 5 压强的计算 如图所示 容器内的气体被活塞封闭着 当活塞静止不动时 活塞与器壁之间的摩擦不计 容器内的气体对活塞的压力跟大气压力对活塞的压力平衡 容器内气体的压强P等于大气压P0 即P P0 例题1 如图所示 直玻璃管竖直静止放置 开口向上 高为h的水银柱把玻璃管下端的气体封闭 外界大气压为P0 水银密度为 求被封闭气体A的压强 解 以水银柱为研究对象 它受到竖直方向的三个力作用 如图所示 依平衡条件 PAS P0S mg 其中mg Shg 所以PA P0 gh 上式中各物理量使用国际单位 压强为帕 如果液柱为水银 压强单位为cmHg或mmHg 则上式可简化为PA P0 h 变式题 如图所示 直玻璃管竖直静止放置 开口向上 高为h的水银柱把玻璃管下端的气体封闭 外界大气压为P0 水银密度为 求被封闭气体A的压强 例题2 如图所示 U型管竖直静止放置 左端封闭 右端开口向上 用水银柱封有一部分气体A 左侧水银面比右侧水银面高h 已知外界大气压为P0水银密度为 求被封闭气体A的压强 解 由于静止液体同一深度压强相等 B C在同一深度 所以PB Pc以高为h的水银柱为研究对象 它受到竖直方向的三个力作用而处于静止状态 受力如图PBS mg PAS mg gShPA PB gh因为PB PC P0 所以PA P0 gh 例题3 当大气压为76cmHg时 求如图 1 被汞柱封闭气柱的压强P 把一个气球放到冰箱里 气球里面的气体的体积 温度 压强都会变化 对于一定质量的气体来说 如果温度 压强和体积都不变 我们说气体处于一定的状态中 如果三个量中有两个发生变化 或者三个都发生变化 我们就说气体的状态发生了改变 小结 1 温度是描述气体热学特征的物理量 2 温度的微观含义 温度是分子热运动的平均动能的标志 3 温标 温度的数量表示法 热力学温度与摄氏温度的