气体的状态参量(高中物理粤教版选修3-3第二章第一节).pptVIP

第六节 气体的状态参量 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） 1 L = 10-３ m3 ＝ 1d m3 ＝ １０3 mL １ｍＬ＝１０-６ m3 ＝ 1 cm3 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 4.压强的单位： 在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡（Pa） 1 Pa = 1 N / 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 × 105 Pa，1mmHg = 133 Pa. 液体压强的计算P=ρg h（ρ为密度，h为竖直高度) P=ρg h=13.6 × 103 ×9.8 ×0.76Pa = 1.013 × 105 Pa 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ρ,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, PA S =P0S+mg, 其中 mg=ρShg, 所以 PA= P0+ρgh, 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ρ,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ρ, 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+PA S , mg=ρgSh PA=PB-ρgh 因为 PB = PC = P0 ,