131气体的状态参量.doc

13.1 气体的状态参量 教学目的： 1、理解什么是气体的状态及描述气体状态的参量（温度、体积、压强）的意义。 2、知道温度的物理意义，知道热力学温标及其单位。知道热力学温度与摄氏温度的关系，会进行热力学温度跟摄氏温度之间的换算。 3、知道气体的体积及其单位。 4、知道气体的压强是怎样产生的，知道它的单位，会计算气体的压强，知道压强的不同单位，必要时会进行换算。 引 入 在力学中我们用质点所在的位置和在该位置的速度这两个物理量来确定质点的运动状态。在热学里，我们研究的是组成物质的大量分子的集体状态。对一定质量的气体来说，这种集体状态用气体的体积V，压强P及温度T三个物理量来描述。这三个量称气体的状态参量。 我们研究物理问题，要用一些物理量来描述研究对象，问题不同，所用物理量也不同。如：研究质点运动规律时，常用到位移、速度、加速度来描述其运动状态，现在研究气体的热学性质，用什么物理量来描述呢？这就是我们这节课学习的内容。 一、气体的状态参量 1．气体的状态：气体的各种性质的总和称为气体的状态，对于气体，它有各种性质，如几何性质、力学性质、热学性质等．这些性质的总和决定了气体所处的状态． 2．气体的状态参量：描述气体性质的物理量叫做气体的状态参量． 气体的热学性质用温度来描述，几何性质用体积来描述，力学性质用压强来描述．气体的温度、体积、压强是描述气体性质的三个状态参量． 二、温度（描述气体的热学性质） 1、对温度物理意义的认识 宏观：温度是表示物体冷热程度的物理量。 微观：从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。温度越高，物体分子的热运动越剧烈，分子热运动的平均动能越大。 2、温标：温标即温度的数值表示法。 我们在初中学习过热力学温度和摄氏温度。在国际单位制中，用热力学温标表示的温度叫做热力学温度。它是国际单位制中七个基本量之一。用符号“T”表示，单位是“开尔文”，简称“开”符号是“K”。 ①摄氏温标：（它是把1个大气压下水的冰点定为零度，沸点定为100度，中间分为100等分，每一等分为1度）用符号t表示，单位为摄氏度，国际符号是oC。 ②在国际单位制中，以热力学温标（又叫绝对温标）作为基本温标。这种温标以-273.15oC作为零度，叫做绝对零度。用这种温标表示的温度，叫做热力学温度（或绝对温度），用符号T表示，单位是开尔文，简称开（开、K）。热力学温度是国际单位制中七个物理量之一，因此它的单位属基本单位． ③二者关系： 热力学温标和摄氏温标只是零点的选择不同，但它们的分度方法相同，即二者每一度的大小相同。 物体升高或降低温度用开尔文和摄氏度表示在数值上是相同的。 △T=△t 热力学温度与摄氏温度的数量关系是：T=t+273.15K，也可粗略地表示为： T=t+273K （t=T-273K） 温度与物质分子的热运动密切相关。 利用热力学温标的主要意义在于：可简化热力学方面的公式．明确了绝对零度（零开）是低温的极限，只能无限接近，不能达到． 强调：一般题目所给的温度都为摄氏温度，但计算时一般用热力学温度，最后结果应转化为摄氏温度． 二、体积（描述气体的几何性质） 1、气体体积是指气体分子充满的空间，即容器的容积。气体的体积用字母V表示。（容器是密闭容器）。 一定质量的气体占有某一体积，由于气体分子的热运动，因而气体总要充满整个容器。因而气体的体积由容器的容积决定。 2、这个容积不是气体分子本身的体积之和，气体分子之间是有空隙的。气体体积与气体分子的总体积不同，一般情况下气体分子间距离远大于分子直径，所以气体体积远大于分子总体积．气体的体积从微观上看是指气体分子的活动范围． 3、单位： 在SI中，单位：立方米（） 常用单位有：升（L）、毫升（mL）。 1L= 1mL==1 三、压强（描述气体的力学性质） 气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。用“P”表示。 1、介绍气体产生压强的原因 气体对器壁有压力，是大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的。大量密集的雨点接连不断地打在雨伞上，对伞面产生一个持续的压力；给自行车轮胎打气，会把车胎张得很硬，就是因为打进去的空气对车胎有压力造成的。 一般情况下不考虑气体本身的重力，所以同一容器内气体的压强处处相等。但大气压在宏观上可以看成是大气受地球吸引而产生的重力而引起的。 2、气体对容器壁的压强究竟与哪些因素有关呢？ ①分子的密度（单位体积内的分子数）——分子密度越大，在单位时间内器壁的单位面积上受到的分子撞击次数就越多，产生的压强也就越大。 而气体的分子密度由气体的摩尔数和气体的体积所决定。 ②分子的平均速率——分子运动越剧烈，平均速率越大，那么在单位时间内器壁单位面积上受到分子撞击的次数越多，每次撞击的作用也越大，气体的压强也就越大。 