2022年物理知识点总结复习气体的性质.pdf

物理知识点总结复习：气体的性质知识要点：一、基础知识1、 气体的状态：气体状态，指的是某一定量的气体作为一个热力学系统在不受外界影响的条件下， 宏观性质不随时间变化的状态，这种状态通常称为热力学平衡态，简称平衡态所说的不受外界影响是指系统和外界没有做功和热传递的相互作用，这种热力学平衡，是一种动态平衡，系统的性质不随时间变化，但在微观上分子仍永不住息地做热运动，而分子热运动的平均效果不变 2 、气体的状态参量：（1）气体的体积（V） 由于气体分子间距离较大，相互作用力很小，气体向各个方向做直线运动直到与其它分子碰撞或与器壁碰撞才改变运动方向，所以它能充满所能达到的空间，因此气体的体积是指气体所充满的容器的容积注意：气体的体积并不是所有气体分子的体积之和） 体积的单位：米3（m3）分米3（dm3）厘米3（cm3）升（ l ）毫升（ ml）（2）气体的温度（T） 意义：宏观上表示物体的冷热程度，微观上标志物体分子热运动的激烈程度，是气体分子的平均动能大小的标志 温度的单位：国际单位制中，温度以热力学温度开尔文（K）为单位常用单位为摄氏温度摄氏度（）为单位二者的关系：T=t+273 （3）气体的压强（P） 意义：气体对器壁单位面积上的压力。

产生：由于气体内大量分子做无规则运动过程中，对容器壁频繁撞击的结果单位：国际单位：帕期卡（Pa）常用单位：标准大气压（atm） ，毫米汞柱（ mmHg ）换算关系： 1atm=760mmHg=1.013 105Pa 1mmHg=133.3Pa 3 、气体的状态变化：一定质量的气体处于一定的平衡状态时，有一组确定的状态参量值当气体的状态发生变化时，一般说来，三个参量都会发生变化，但在一定条件下，可以有一个参量保持不变， 另外两个参量同时改变只有一个参量发生变化的状态变化过程是不存在的 4 、气体的三个实验定律（1）等温变化过程玻意耳定律 内容：一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比 表达式：2211VpVp或CVPVPVPnn.2211 图象： 在直角坐标系中，用横轴表示体积V，纵轴表示压强 P一定质量的气体做等温变化时，压强与体积的关系图线在P-V 图上是一条双曲线若气体第一次做等温变化时温度是T1，第地次做等温变化时温度是T2，从图上可以看出体积相等时，温度高的对应对压强大的，故T2T1温度越高，等温线离原点越远如果采用P-V1坐标轴，不同温度下的等温线是过原点的斜率不同的直线。

（如图 2）等温变化过程是吸放热过程气体分子间距离约为10-9m ，分子间相互作用力极小，分子间势能趋于零，可以为分子的内能仅由分子的动能确定温度不变，气体的内能不变，即E=0气体对外做功时，据热力学第一定律可知，E=0，W0 ，气体从外界吸热，气体等温压缩时，Q0 ，气体放热所以，等温过程是个吸热或放热的过程玻意耳定律的微观解释一定质量的气体，分子总数不变 在等温变化过程中，气体分子的平均支能不变，气体分子碰撞器壁的平均冲量不变气体体积增大几倍，气体单位体积内分子总数减小为原来的n1，单位时间内碰撞单位面积上的分子总数也减小为原来的n1，当压强减小时，结果相反所以，对于一定质量的气体，温度不变时，压强和体积成反比玻意耳定律的适用条件玻意耳定律是用真实气体通过实验得出的规律因此这个规律只能在气体压强不太大，温度不太低的条件下适用2）气体的等容变化查理定律 内容 A：一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低）1，它的压强的增加（或减少）量等于在0时压强的2731B ：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正比 表达式： A：27300PtPPt或)2731(0tPPtP0-0 时一定质量的压强（不是大气压）Pt-t 时一定质量的压强（不是大气压）B：2121TTPP 图象： A：P-t 图，以直角坐标系的横轴表示气体的摄氏温度t ，纵轴表示气体的压强P，据查理定律表达式)2731 (0tPPt可知一定质量气体在体积不变情况下，P-t 图上等容图线是一条斜直线。

与纵轴交点坐标表示0时压强等容线延长线通过横坐标-273点等容线的斜率与体积有关，V大，斜率小 B：P-T 图，在直角坐标系中，用横轴表示气体的热力学温度，纵轴表示气体的压强，P-T 图中的等容线是一条延长线过原点的倾斜直线斜率与体积有关， 体积越大， 斜率越小由于气体温度降低到一定程度时，已不再遵守气体查理定律，甚至气体已液化，所以用一段虚线表示 ）查理定律的微观解释一定质量的气体，分子总数不变，在等容变化中，单位体积内分子数不变在气体温度升高时，气体分子的平均动能增大，碰撞器壁的平均冲量增大，气体的压强随温度升高而增大反之，温度降低时，气体的压强减小查理定律适用条件查理定理在气体的温度不太低，压强不太大的条件下适用3）等压变化过程盖吕萨克定律 内容 A：一定质量的气体，在压强不变的条件下，温度每升高（或降低）1，它的体积的增加（或减少）量等于0时体积的2731 B：一定质量的气体，在压强不变的条件下，它的体积跟热力学温度成正比 表达式： A：)2731(0tVVt B：2121TTVV 图象：在直角坐标系中，横轴分别表示摄氏温标，热力学温标；纵轴表示气体的体积，一定质量气体的等压图线分别是图5，图 6，如果进行两次等压变化，由图可看出温度相同时， P2对应体积大于P1对应体积，所以P2P1 盖吕萨克定律的微观解释一定质量的气体，气体的分子总数不变，当它温度升高时， 分子的平均动能增大，气体的压强要增大。

这时使气体的体积适当增大，使单位体积内分子数减小，在单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减小，气体压强就可以保持不变 盖吕萨克定律的适应范围：压强不太大，温度不太低的条件下适用 5 、理想气体的状态方程：（1）理想气体：能够严格遵守气体实验定律的气体，称为理想气体理想气体是一种理想化模型实际中的气体在压强不太大，温度不太低的情况下，均可视为理想气体2）理想气体的状态方程：CTPVTVPTVP或222111一定质量的理想气体的状态发生变化时，它的压强和体积的乘积与热力学温度的比值保持不变即此值为恒量6、克拉珀龙方程由气态方程可知TPV恒量，对于1 摩尔理想气体取T=273K 时，可计算此恒量R=8.31J/mol ，R 叫做普适气体恒量对于任意质量M的理想气体，其摩尔数为n=uM（ M-质量， u- 摩尔质量）因而有TPVuMR ，此方程叫克拉珀龙方程例 1 2011四川卷 T14 气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外 ( ) A气体分子可以做布朗运动B气体分子的动能都一样大C相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动D相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大【解析】 C 布朗运动是指悬浮在液体或气体中小颗粒的运动，不是分子的运动，A错误；大量气体分子的速率按一定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，气体分子的动能不都一样大，B错误；气体分子是由大量分子组成的，分子之间相距较远，除了相互碰撞或者碰撞器壁外，它们之间没有力的作用，可以在空间自由移动，能够充满它所能达到的空间， C正确， D错误例 2 2011 锦州模拟 如图 X277 所示， 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C. 已知状态A的温度为 300 K. (1) 求气体在状态B的温度；(2) 由状态B变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由图 X277 【解析】 (1)由理想气体的状态方程pAVATApBVBTB得气体在状态B的温度TBpBVBTApAVA1200 K. (2) 由状态B到状态C，气体做等容变化，由查理定律得：pBTBpCTC，则TCpCpBTB600 K 故气体由状态B到状态C为等容变化，不做功，但温度降低，内能减小根据热力学第一定律 UWQ，U0，W0，故Q0，可知气体要放热。