PAGE學案6氣體狀態參量[學習目標定位]1.知道描述氣體的三個狀態參量：體積、溫度和壓強.2.理解熱力學溫標和攝氏溫標的區別與聯系.3.能用分子動理論和統計觀點解釋氣體的壓強．1．擴散現象和布朗運動反映了分子永不停息地做無規則的熱運動．2．溫度是表示物體冷熱程度的物理量，是物體分子熱運動平均動能的標志．3．物體單位面積上受到的壓力叫壓強．一、氣體的體積氣體分子所能達到的空間，也就是氣體充滿的容器的容積．二、溫度和溫標1．溫度：物體內部分子熱運動平均動能的標志．2．溫標：溫度的數值表示法，一般有攝氏溫標和熱力學溫標兩種，國際單位制中用熱力學溫標表示溫度．3．熱力學溫度：用熱力學溫標表示的溫度，單位：開爾文，符號：K.4．熱力學溫度和攝氏溫度的大小關系T＝t＋273.15K，近似表示為T＝t＋273_K.三、壓強1．定義：氣體作用在器壁單位面積上的壓力．2．決定壓強的因素(1)宏觀上跟氣體的溫度和體積有關．(2)微觀上跟氣體分子的平均動能和分子的密集程度有關.一、兩種溫標的關系名稱比較項目攝氏溫標熱力學溫標零度的規定一個標準大氣壓下冰水混合物的溫度－273.15°C溫度名稱攝氏溫度熱力學溫度溫度符號tT單位名稱攝氏度開爾文單位符號°CK關系①T＝t＋273.15K，粗略表示：T＝t＋273K②ΔT＝Δt說明：熱力學溫度的零度叫絕對零度，即－273.15°C，它是低溫的極限，可以無限接近但不能達到．二、壓強的微觀意義[問題設計]氣體壓強是否與固體和液體的壓強一樣，也是由氣體的重力產生的呢？答案不是．[要點提煉]1．氣體壓強的微觀決定因素是氣體分子的平均動能和分子的密集程度．(1)密集程度一定時，分子的平均動能越大，分子碰撞器壁時對器壁產生的作用力就越大，氣體的壓強也就越大．(2)分子平均動能一定時，氣體分子越密集，每秒撞擊器壁單位面積的分子就越多，氣體壓強就越大．2．氣體壓強的宏觀決定因素是溫度和體積．三、封閉氣體壓強的計算[要點提煉]1．取等壓面法根據同種液體在同一水平液面處壓強相等，在連通器內靈活選取等壓面，由兩側壓強相等列方程求氣體壓強．例如，圖1中同一液面A、C、D處壓強相等，則pA＝p0＋ph.圖12．力平衡法選與封閉氣體接觸的液柱(或活塞、氣缸)為研究對象進行受力分析，由F合＝0列式求氣體壓強．[延伸思考]若容器處于加速運動狀態時，又該如何計算封閉氣體的壓強呢？答案當容器處于加速運動狀態時，選與封閉氣體接觸的物體如液柱、氣缸或活塞等為研究對象，由牛頓第二定律求出封閉氣體的壓強．一、兩種溫標的關系例1(雙選)關于熱力學溫標和攝氏溫標，下列說法正確的是()A．熱力學溫標中的每1K與攝氏溫標中的每1°C大小相等B．熱力學溫度升高1K大于攝氏溫度升高1°CC．熱力學溫度升高1K等于攝氏溫度升高1°CD．某物體的攝氏溫度為10°C，即熱力學溫度為10K解析熱力學溫標和攝氏溫標盡管是不同標準的計數方式，但僅是起點不同，熱力學溫標中變化1K與攝氏溫標中變化1°C是相同的，故選項A、C正確，選項B錯誤．攝氏溫度為10°C的物體，其熱力學溫度為283.15K，選項D錯誤．答案AC二、壓強的微觀意義例2(雙選)封閉在氣缸內一定質量的氣體，如果保持氣體體積不變，當溫度升高時，以下說法正確的是()A．氣體的密度增大B．氣體的壓強增大C．氣體分子的平均動能減小D．每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數增多解析當氣體體積不變時，氣體分子的密集程度不變，溫度升高，氣體分子的平均動能增大，所以單位時間內氣體分子對單位面積器壁碰撞次數增多，故氣體的壓強增大，B、D選項正確．答案BD三、封閉氣體壓強的計算例3(單選)如圖2所示，活塞的質量為m，缸套的質量為M.通過彈簧吊在天花板上，氣缸內封有一定質量的氣體．缸套和活塞間無摩擦，活塞面積為S，大氣壓強為p0.則封閉氣體的壓強為()圖2A．p＝p0＋mg/SB．p＝p0＋(M＋m)g/SC．p＝p0－Mg/SD．p＝mg/S解析對氣缸缸套進行受力分析，如圖所示．由平衡條件可得：p0S＝Mg＋pS所以p＝p0－eq\f(Mg,S)故C正確．答案C例4求圖3中被封閉氣體A的壓強．其中(1)、(2)、(3)圖中的玻璃管內都灌有水銀，(4)圖中的小玻璃管浸沒在水中．大氣壓強p0＝76cmHg.(p0＝1.01×105Pa，g＝10m/s2，ρ水＝1×103kg/m圖3解析(1)pA＝p0－ph＝76cmHg－10cmHg＝66cmHg(2)pA＝p0－ph＝76cmHg－10sin30°cmHg＝71cmHg(3)pB＝p0＋ph2＝76cmHg＋10cmHg＝86cmHgpA＝pB－ph1＝86cmHg－5cmHg＝81cmHg(4)pA＝p0＋ρ水gh＝1.01×105Pa＋1×103×10×1.2Pa＝1.13×105Pa答案(1)66cmHg(2)71cmHg(3)81cmHg(4)1.13×105Paeq\x(氣體狀態參量)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(體積\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(等于容器的容積,單位1m3＝103L＝106mL)),溫度\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(攝氏溫標,熱力學溫標))關系：T＝t＋273.15K,壓強\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(微觀決定因素\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(氣體分子的平均動能,氣體分子的密集程度)),封閉氣體壓強的計算))))1．(描述氣體的狀態參量)(單選)描述氣體的狀態參量是指()A．質量、溫度、密度B．溫度、體積、壓強C．質量、壓強、溫度D．密度、壓強、溫度答案B解析氣體的狀態參量是指溫度、壓強和體積，B對．2．(兩種溫標的關系)(雙選)關于熱力學溫度與攝氏溫度，下列說法正確的是()A．攝氏溫度和熱力學溫度都不能取負值B．溫度由t(°C)升到2t(°C)時，對應的熱力學溫度由T(K)升到2T(K)C．－33°C＝240.15KD．攝氏溫度變化1°C，也就是熱力學溫度變化1K答案CD解析由熱力學溫度與攝氏溫度的關系T＝t＋273.15K知，C正確；攝氏溫度與熱力學溫度在表示溫度的變化時，變化的數值是相同的，故D正確．3．(壓強的微觀意義)(單選)一定質量的氣體，在壓強不變的條件下，體積增大，則()A．氣體分子的平均動能增大B．氣體分子的平均動能減小C．氣體分子的平均動能不變D．條件不足，無法判定氣體分子平均動能的變化情況答案A解析一定質量的氣體，在壓強不變的條件下，體積增大，則說明氣體的分子密度變小，要使壓強不變化，則氣體分子的平均動能一定增大，故選項A正確．4．(封閉氣體壓強的計算)(單選)如圖4所示，一圓筒形氣缸靜置于地面上，氣缸的質量為M，活塞(連同手柄)的質量為m，氣缸內部的橫截面積為S，大氣壓強為p0.現用手握住活塞手柄緩慢向上提，不計氣缸內氣體的質量及活塞與氣缸壁間的摩擦，若氣缸剛提離地面時氣缸內氣體的壓強為p，手對活塞手柄豎直向上的作用力為F，則()圖4A