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1、2022年高考物理知識(shí)要點(diǎn)總結(jié) 氣體的性質(zhì)教案
知識(shí)要點(diǎn):
一、 基礎(chǔ)知識(shí)
1、 氣體的狀態(tài):氣體狀態(tài),指的是某一定量的氣體作為一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)在不受外界影響的條件下,宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化的狀態(tài),這種狀態(tài)通常稱為熱力學(xué)平衡態(tài),簡稱平衡態(tài)。所說的不受外界影響是指系統(tǒng)和外界沒有做功和熱傳遞的相互作用,這種熱力學(xué)平衡,是一種動(dòng)態(tài)平衡,系統(tǒng)的性質(zhì)不隨時(shí)間變化,但在微觀上分子仍永不住息地做熱運(yùn)動(dòng),而分子熱運(yùn)動(dòng)的平均效果不變。
2、氣體的狀態(tài)參量:
(1)氣體的體積(V)
① 由于氣體分子間距離較大,相互作用力很小,氣體向各個(gè)方向做直線運(yùn)動(dòng)直到與其它分子碰撞或與器壁碰撞才改變運(yùn)動(dòng)方向,
2、所以它能充滿所能達(dá)到的空間,因此氣體的體積是指氣體所充滿的容器的容積。(注意:氣體的體積并不是所有氣體分子的體積之和)
② 體積的單位:米3(m3) 分米3(dm3) 厘米3(cm3) 升(l) 毫升(ml)
(2)氣體的溫度(T)
① 意義:宏觀上表示物體的冷熱程度,微觀上標(biāo)志物體分子熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度,是氣體分子的平均動(dòng)能大小的標(biāo)志。
② 溫度的單位:國際單位制中,溫度以熱力學(xué)溫度開爾文(K)為單位。常用單位為攝氏溫度。攝氏度(℃)為單位。二者的關(guān)系:T=t+273
(3)氣體的壓強(qiáng)(P)
① 意義:氣體對(duì)器壁單位面積上的壓力。
② 產(chǎn)生:由于
3、氣體內(nèi)大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)過程中,對(duì)容器壁頻繁撞擊的結(jié)果。
③單位:國際單位:帕期卡(Pa)
常用單位:標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm),毫米汞柱(mmHg)
換算關(guān)系:1atm=760mmHg=1.013×105Pa
1mmHg=133.3Pa
3、氣體的狀態(tài)變化:一定質(zhì)量的氣體處于一定的平衡狀態(tài)時(shí),有一組確定的狀態(tài)參量值。當(dāng)氣體的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),一般說來,三個(gè)參量都會(huì)發(fā)生變化,但在一定條件下,可以有一個(gè)參量保持不變,另外兩個(gè)參量同時(shí)改變。只有一個(gè)參量發(fā)生變化的狀態(tài)變化過程是不存在的。
4、氣體的
4、三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律
(1)等溫變化過程——玻意耳定律
① 內(nèi)容:一定質(zhì)量的氣體,在溫度不變的情況下,它的壓強(qiáng)跟體積成反比。
② 表達(dá)式:或
③ 圖象:在直角坐標(biāo)系中,用橫軸表示體積V,縱軸表示壓強(qiáng)P。一定質(zhì)量的氣體做等溫變化時(shí),壓強(qiáng)與體積的關(guān)系圖線在P-V圖上是一條雙曲線。若氣體第一次做等溫變化時(shí)溫度是T1,第地次做等溫變化時(shí)溫度是T2,從圖上可以看出體積相等時(shí),溫度高的對(duì)應(yīng)對(duì)壓強(qiáng)大的,故T2>T1。
溫度越高,等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)。如果采用P-坐標(biāo)軸,不同溫度下的等溫線是過原點(diǎn)的斜率不同的直線。(如圖2)
④等溫變化過程是吸放熱過程
氣體分子間距離約為
5、10-9m,分子間相互作用力極小,分子間勢(shì)能趨于零,可以為分子的內(nèi)能僅由分子的動(dòng)能確定。溫度不變,氣體的內(nèi)能不變,即ΔE=0。氣體對(duì)外做功時(shí),據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,ΔE=0,W<0,Q>0,氣體從外界吸熱,氣體等溫壓縮時(shí),Q<0,氣體放熱。所以,等溫過程是個(gè)吸熱或放熱的過程。
⑤玻意耳定律的微觀解釋
一定質(zhì)量的氣體,分子總數(shù)不變。在等溫變化過程中,氣體分子的平均支能不變,氣體分子碰撞器壁的平均沖量不變。氣體體積增大幾倍,氣體單位體積內(nèi)分子總數(shù)減小為原來的,單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積上的分子總數(shù)也減小為原來的,當(dāng)壓強(qiáng)減小時(shí),結(jié)果相反。所以,對(duì)于一定質(zhì)量的氣體,溫度不變時(shí),壓強(qiáng)和體積成反比。
6、
⑥玻意耳定律的適用條件
玻意耳定律是用真實(shí)氣體通過實(shí)驗(yàn)得出的規(guī)律。因此這個(gè)規(guī)律只能在氣體壓強(qiáng)不太大,溫度不太低的條件下適用。
(2)氣體的等容變化——查理定律
① 內(nèi)容A:一定質(zhì)量的氣體,在體積不變的情況下,溫度每升高(或降低)1℃,它的壓強(qiáng)的增加(或減少)量等于在0℃時(shí)壓強(qiáng)的。
B:一定質(zhì)量的氣體,在體積不變的情況下,它的壓強(qiáng)跟熱力學(xué)溫度成正比。
② 表達(dá)式:A: 或
P0-0℃時(shí)一定質(zhì)量的壓強(qiáng)(不是大氣壓)
Pt-t℃時(shí)一定質(zhì)量的壓強(qiáng)(不是大氣壓)
B:
③ 圖象:
A:P-t圖,以直角坐標(biāo)系的橫軸表示氣體的攝氏溫度t,縱軸表示氣體的壓強(qiáng)P,據(jù)查理
7、定律表達(dá)式可知一定質(zhì)量氣體在體積不變情況下,P-t圖上等容圖線是一條斜直線。與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)表示0℃時(shí)壓強(qiáng)。等容線延長線通過橫坐標(biāo)-273℃點(diǎn)。等容線的斜率與體積有關(guān),V大,斜率小。
B:P-T圖,在直角坐標(biāo)系中,用橫軸表示氣體的熱力學(xué)溫度,縱軸表示氣體的壓強(qiáng),P-T圖中的等容線是一條延長線過原點(diǎn)的傾斜直線。斜率與體積有關(guān),體積越大,斜率越小。(由于氣體溫度降低到一定程度時(shí),已不再遵守氣體查理定律,甚至氣體已液化,所以用一段虛線表示。)
④查理定律的微觀解釋
一定質(zhì)量的氣體,分子總數(shù)不變,在等容變化中,單位體積內(nèi)分子數(shù)不變。在氣體溫度升高時(shí),氣體分子的平均
8、動(dòng)能增大,碰撞器壁的平均沖量增大,氣體的壓強(qiáng)隨溫度升高而增大。反之,溫度降低時(shí),氣體的壓強(qiáng)減小。
⑤查理定律適用條件
查理定理在氣體的溫度不太低,壓強(qiáng)不太大的條件下適用。
(3)等壓變化過程——蓋·呂薩克定律
① 內(nèi)容A:一定質(zhì)量的氣體,在壓強(qiáng)不變的條件下,溫度每升高(或降低)1℃,它的體積的增加(或減少)量等于0℃時(shí)體積的。
B:一定質(zhì)量的氣體,在壓強(qiáng)不變的條件下,它的體積跟熱力學(xué)溫度成正比。
② 表達(dá)式:A:
B:
③ 圖象:在直角坐標(biāo)系中,橫軸分別表示攝氏溫標(biāo),熱力學(xué)溫標(biāo);縱軸表示氣體的體積,一定質(zhì)量氣體的等
9、壓圖線分別是圖5,圖6,如果進(jìn)行兩次等壓變化,由圖可看出溫度相同時(shí),P2對(duì)應(yīng)體積大于P1對(duì)應(yīng)體積,所以P2