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气体压强的微观意义

一、气体压强的微观意义

1．决定气体压强的因素

气体压强由气体分子的数密度（即单位体积内气体分子的数目）和平均动能共同决定。

2．气体压强的两种解释

⑴微观解释

如果气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多；如果气体的

温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁的碰撞（可视为弹性碰撞）冲力就

大，从另一方面讲，气体分子的平均速率大，在单位时间里撞击器壁的次数就多，累计冲力

就大。

⑵宏观解释

气体的体积增大，分子的数密度变小。在此情况下，如温度不变，气体压强减小；如温度降

低，气体压强进一步减小；如温度升高，则气体压强可能不变，可能变化，由气体的体积变

化和温度变化两个因素哪一个起主导地位来定。

典例精讲

【例2.1】（朝阳区校级期末）关于封闭容器内的气体压强，下列说法正确的是（）

A．封闭容器内的气体压强是由于容器内气体受到重力作用而产生

B．等温变化过程中，若气体的体积减小，则分子的密集程度增大，则压强变大

C．等容变化过程中，若气体分子平均动能增大，则气体压强变小

D．当压强不变而体积和温度变化时，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数可能不变

【分析】大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强。单个分子

碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力。

所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均

作用力。

【解答】解：A、大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强，

与气体重力无关，故A错误；

B、一定质量的气体，温度一定，体积减小，分子数保持不变，则分子密集程度增大，气体

发生等温变化体积减小，由玻意耳定律可知，气体压强增大，故B正确；

C、等容变化过程中，若气体分子平均动能增大，则气体压强变大，故C错误；

D、从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均

作用力，与分子碰撞次数和分子碰撞力有关，当压强不变而体积和温度变化时，单位时间内

与器壁单位面积碰撞的分子数和分子力合的作用效果一样，那么当温度升高，分子力增大，

分子数就减小，当温度降低，分子力减小，那分子碰撞次数增大，故D错误。

故选：B。

【例2.2】（榆阳区校级期末）下面关于气体压强的说法正确的是（）

①气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的

②气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力

③从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关

④从宏观角度看，气体压强的大小跟气体的温度和体积有关

A．只有①③对B．只有②④对C．只有①②③对D．①②③④都对

【分析】本题的关键是明确气体压强的产生机理，由于大量的气体分子频繁的持续的碰撞器

壁产生的，作用在器壁单位面积的平均作用力即为气体的压强，压强大小可以从微观和宏观

两个角度说明。

【解答】解：气体压强的产生机理是：由于大量的气体分子频繁的持续的碰撞器壁而对器壁

产生了持续的压力，单位时间内作用在器壁单位面积上的平均作用力的大小在数值上等于气

体压强。由此可知，从微观的角度看，气体分子的平均速率越大，单位体积内的气体分子数

越多，气体对器壁的压强就越大，即气体压强的大小与气体分子的平均动能和分子的密集程

度有关；从宏观的角度看，温度越高，分子的平均速率越大，分子的平均动能越大，体积越

小，单位时间内的气体分子数越多，分子对器壁的碰撞越频繁，气体对器壁的压强就越大，

否则压强就越小。综上所述，四个选项都正确。

故选：D。

3．气体压强定量计算的基本原则

我们可以利用气体分子动理论的观点来计算压强的问题，在计算的过程中注意以下两个原则：

⑵气体分子都以相同的平均速率撞击器壁

1

6

⑵气体分子沿各个方向运动的机会是均等的（即全部分子中有的分子向着上、下、前、

后、左、右这六个方向运动）。

4.理想气体的状态方程

典例精讲

【例4.1】（兴庆区校级期末）如图所示是一种火炮的复位装置示意图。开炮时，炮管反冲带

动连杆活塞使油压缩空气，此过程空气跟外界没有热传递。反冲结束后，被压缩的空气推动

活塞使炮管复位。设开炮前封闭空气的压强