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文档简介
高中物理理想气体经典综述知识要点:一.基本知识1.气体状态:气体状态是指一定量的气体作为热力学系统,在不受外界影响的情况下,不随时间改变其宏观性质的状态。这种状态通常称为热力学平衡状态,简称平衡状态。不受外界影响,我们的意思是系统和外界在工作和传热方面没有互动。这种热力学平衡是一种动态平衡。系统的性质不会随着时间而改变,但是分子仍然在微观水平上做热运动,分子热运动的平均效应保持不变。2.气体状态参数:(1)气体体积(v)(1)由于气体分子之间的距离大,相互作用力小,气体在所有方向上线性移动,直到与其他分子碰撞或与装置的壁碰撞,因此它可以充满它可以到达的空间。因此,气体的体积是指充满气体的容器的体积。(注:气体体积不是所有气体分子体积的总和)(2)体积单位为米3(m3)分米3(dm3)厘米3(cm3)升(L)毫升(ml)(2)气体温度(t)(1)含义:宏观上,它表示物体的冷热程度,微观上,它表示物体分子热运动的强度,是气体分子平均动能的标志。(2)温度单位:在国际单位制中,温度以热力学温度的开尔文(k)表示。常见的单位是摄氏温度。摄氏度()是单位。两者的关系:T=t 273(3)气体压力(p)(1)含义:容器壁单位面积上的气体压力。(2)生成:由于气体中大量分子的不规则运动,容器壁经常受到冲击的结果。单位:国际单位:帕斯卡卡(帕)常用单位:标准大气压、毫米汞柱转换关系:1atm=760mmHg=1.013105Pa1毫微克=133.3帕3.气体的状态变化:当一定质量的气体处于一定的平衡状态时,有一组确定的状态参数值。当气体的状态改变时,一般来说,所有三个参数都会改变,但是在某些条件下,一个参数可以保持不变,而另外两个参数同时改变。没有只改变一个参数的状态改变过程。4.气体的三个实验定律(1)等温变化过程的玻意耳定律(1)含量:对于一定质量的气体,在恒温条件下,其压力与其体积成反比。(2)表述:或图像:在直角坐标系中,横轴代表体积V,纵轴代表压力P。当一定质量的气体等温变化时,压力与体积的曲线图在P-V图上为双曲线。如果气体第一次经历等温变化时的温度为T1,第一次经历等温变化时的温度为T2,从图中可以看出,当体积相等时,对应的高温反压很强,所以为T2T1。温度越高,等温线离原点越远。如果使用P坐标轴,不同温度下的等温线是在原点上具有不同斜率的直线。(图2)(4)等温变化过程是一个放热过程气体的分子间距离约为10-9m,分子间相互作用力极小,分子间势能趋于零,分子的内能只能由分子的动能决定。如果温度不变,气体的内能也不变,即E=0。根据热力学第一定律,E=0,W0,Q0,当气体在外部做功时,气体从外部吸收热量。当气体被等温压缩时,Q0,气体放出热量。因此,等温过程是吸热或放热的过程。波义耳定律的微观解释对于一定质量的气体,分子总数保持不变。在等温变化过程中,气体分子的平均分支能量和气体分子与反应器壁碰撞的平均冲量保持不变。当气体体积增加几倍时,单位体积气体中的分子总数减少到原来的数量,单位时间内碰撞单位面积中的分子总数也减少到原来的数量。当压力降低时,波义耳定律是通过真实气体实验获得的定律。因此,该规则只能在气体压力不太高且温度不太低的情况下应用。(2)气体等体积变化的查理定律(1)含量A:对于一定质量的气体,在定容条件下,每升高(或降低)1,其压力的升高(或降低)等于0时的压力。在体积不变的情况下,一定质量气体的压力与热力学温度成正比。(2)表述:a:或P0-0时一定质量的压力(不是大气压)Pt-t时一定质量的压力(不是大气压)b:(3)图像:压力-温度图,直角坐标系的横轴代表气体的摄氏温度,纵轴代表气体的压力。根据查理定律表达式,在一定质量的气体体积不变的情况下,P-T图上的等体积线图是一条斜直线。交点与纵轴的坐标代表0时的压力。等水平线的延长线穿过横坐标-273。等容线的斜率与体积有关,V大,斜率小。P-T图,在直角坐标系中,横轴代表气体的热力学温度,纵轴代表气体的压力,P-T图中的等容线是一条倾斜的直线,延长线穿过原点。斜率与体积有关。体积越大,斜率越小。(当气体的温度下降到一定程度时,它不再符合气体的查尔斯定律,甚至气体已经液化,所以用虚线表示。)(4)查理定律的微观解释对于一定质量的气体,分子总数不会改变,单位体积的分子数也不会随着体积的变化而改变。当气体温度升高时,气体分子的平均动能增加,碰撞器壁的平均冲量增加,气体压力随温度升高而增加。相反,当温度降低时,气体的压力降低。(5)查理定律的适用条件当气体的温度和压力不太低时,查理定理适用。(3)等压变化过程的格鲁萨克定律(1)含量A:在恒压条件下,每当温度升高(或降低)0,一定质量的气体体积增加(或减少)1。在恒压条件下,一定质量气体的体积与热力学温度成正比。(2)表达式:a:b:(3)图
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