高中物理模块要点回眸第13点气体变质量问题的处理方法素材新人教版选修3-3

分子的数量.n =M N =£V NM p V 1V N =N A V A 1 2•分子永不停息地做无规则热运动 （1）分子永不停息做无规则热运动的实验事实：扩散现象和布郎运动。

（2）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象。

本质：由物质分子的无规则运动产生的。

（3）布朗运动布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动。

布朗运动不是分子本身的运动，但它间接地反映了液体（气体）分子的无规则运动。

①实验中画出的布朗运动路线的折线，不是微粒运动的真实轨迹。

因为图中的每一段折线，是每隔30s 时间观察到的微粒位置的连线，就是在这短短的30s 内，小颗粒的运动也是极不规则的。

②布朗运动产生的原因大量液体分子（或气体）永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。

简言之：液体（或气体）分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。

③影响布朗运动激烈程度的因素固体微粒越小，温度越高，固体微粒周围的液体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不平衡性越强，布朗运动越激烈。

④ 能在液体（或气体）中做布朗运动的微粒都是很小的，一般数量级在错误!未找到引用源。

，这种微粒肉眼是看不到的，必须借助于显微镜。

3.分子间存在着相互作用力（1）分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。

分分子质量:分子平均占据的空间大小）分子直径： N 4兀（°）3=V球体模型：A 32I 16V d=31■ 3兀\6V ~ 0-（固体、液体一般用此模型） 选修3-3热学知识点归纳一、分子运动论1•物质是由大量分子组成的（1）分子体积分子体积很小，它的直径数量级是错误!未找到引用源。

（2）分子质量分子质量很小，一般分子质量的数量级是错误!未找到引用源。

（3）阿伏伽德罗常数（宏观世界与微观世界的桥梁）1摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值：错误!未找到引用源。

高中物理人教版选秀3-3教案第七章 1、物质是由大量分子组成的一、教学目标1．在物理知识方面的要求：（1）知道一般分子直径和质量的数量级；（2）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；（3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。

二、重点、难点分析1．使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；2．运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。

三、教具1．教学挂图或幻灯投影片：水面上单分子油膜的示意图；离子显微镜下看到钨原子分布的图样。

2．演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1：20O），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板。

四、主要教学过程（一）热学内容简介1．热现象：与温度有关的物理现象。

如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是热现象。

2．热学的主要内容：热传递、热膨胀、物态变化、固体、液体、气体的性质等。

3．热学的基本理论：由于热现象的本质是大量分子的无规则运动，因此研究热学的基本理论是分子动理论、量守恒规律。

（二）新课教学过程1．分子的大小。

分子是看不见的，怎样能知道分子的大小呢？（1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。

介绍并定性地演示：如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上，用于测定油膜面积。

如图1所示。

提问：已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S，那么这种油分子的直径是多少？在学生回答的基础上，还要指出：如果分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，则d=V／S，根据估算得出分子直径的数量级为10-10m。

（2）利用离子显微镜测定分子的直径。

看物理课本上彩色插图，钨针的尖端原子分布的图样：插图的中心部分亮点直接反映钨原子排列情况。

经过计算得出钨原子之间的距离是2×10-10m。

如果设想钨原子是一个挨着一个排列的话，那么钨原子之间的距离L就等于钨原子的直径d，如图2所示。

人教版高中物理选修3—3知识点总结第七章 分子动理论第一节 物体是由大量分子组成的一、实验：用油膜法估测分子的大小 二、分子的大小 阿伏加德罗常数1．分子的大小：除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10－10m 。

2．阿伏加德罗常数：N A ＝6.02×1023_mol －1。

3．两种分子模型 分子 模型意义分子大小或分子间的平 均距离图例球形 模型固体和液体可看成是由一个个紧挨着的球形分子排列而成的，忽略分子间的空隙d ＝36V 0π(分子大小)立方体 模型 (气体)气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是每个分子占有的活动空间，这时忽略气体分子的大小d ＝3V 0 (分子间平 均距离)设物质的摩尔质量为M 、摩尔体积为V 、密度为ρ、每个分子的质量为m 0、每个分子的体积为V 0，有以下关系式：(1)一个分子的质量：m 0＝MN A＝ρV 0。

(2)一个分子的体积：V 0＝V N A ＝MρN A (只适用于固体和液体；对于气体，V 0表示每个气体分子平均占有的空间体积)。

(3)一摩尔物质的体积：V ＝Mρ。

(4)单位质量中所含分子数：n ＝N A M 。

(5)单位体积中所含分子数：n ′＝N AV 。

(6)气体分子间的平均距离：d ＝ 3VN A 。

(7)固体、液体分子的球形模型分子直径：d ＝36V πN A ；气体分子的立方体模型分子间距：d ＝ 3VN A。

第二节 分子的热运动一、扩散现象1．定义：不同物质能够彼此进入对方的现象。

2．产生原因：物质分子的无规则运动。

3．意义：反映分子在做永不停息的无规则运动。

二、布朗运动1．概念：悬浮微粒在液体(或气体)中的无规则运动。

2．产生原因：大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性。

3．影响因素：微粒越小、温度越高，布朗运动越激烈。

4．意义：间接反映了液体(或气体)分子运动的无规则性。

Thinking-Good Id-气体实验定律之-huinL-nvent-气体变质量问题-So ution-Learnin-ecology-Study-【高中物理】【人教版选修3-3】【第八气体】-nnovation-ideas-Education-Science-ChemicalI I-01-气体分子运动特点-02-气体实验定律-03-解题思路-04-解题方法zhi-shi-hui-知-识-01气体分子的运动特点：-气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外不受力而做匀速直线运动；-2-某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目都相等；-3-气体能充满它能到达的整个空间，气体的体积为容器的容积；-气体分子做无规则运动，速率有大有小，却按一定的规律布：-1fv-低温分布-高温分布积成反比-查理定律：p1TP2/T2-盖吕萨克定律：V1T1=V2/T2-一定质量的某种气体，-体积不变的情况下，压强-压强不变的情况下，体积-与热力学温度成反比积成反比-图像：等温线-说明：P-V图为双曲线，同一气-T增大-体的两条等温线比较，双曲线顶-离坐标原点远的温度高，即-T1>T2.-P-1W图线为过原点的直线，同-一气体的两条等温线比较斜率-大的温度高，T1>T2。

积成反比-放气：-PVj=P2V2+P3V3+P4V4+...-充气：-PiV+P2V2+P3 3+...=PmVm02气体实验定律-p-图像：等容线-A-C--273-T-查理定律：p1TP2/T2-说明：pt图线为过-273C的直线，与纵轴交点是0C时气-一定质量的某种气体，在-体的压强，同一气体的条等容线比较，V1>V2。

-体积不变的情况下，压强--T图线为过原点的直线，同一气体的两条等容比较，斜-与热力学温度成反比-率大的体积小，即V1>V2。

02气体实验定律-图像：等压线-Vm3↑-Vm1-92-273-tc-TK-盖吕萨克定律：V11=V2/T2-一定质量的某种气体，在-压强不变的情况下，体积-说明：V-t图线为过-273C直线，与纵轴交点为0C时气-与热力学温度成反比-体的体积，同一气体的两条等压线比较，P1>P2 -图线为过原点的直线，同一气体的两条等压线比较，斜率-大的压强小，即P1>P2。

气体的等容变化和等压变化目标导航1、 知道什么是等容变化，什么是等压变化。

2、 掌握查理定律，盖·吕萨克定律的内容和公式表达。

3、 理解p-T 图上等容变化的图线及物理意义。

4、 理解V-T 图上等压变化的图线及物理意义。

5、 会用查理定律、盖·吕萨克定律解决有关问题。

诱思导学1、概念：（1）等容变化：气体在体积不变的情况下发生的状态变化叫等容变化。

（2）等压变化：气体在压强不变的情况下发生的状态变化叫等压变化。

2、查理定律：（1）内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比。

（2）公式：Tp=C 或 11T p =22T p点拨： ①查理定律是实验定律，由法国科学家查理发现 ②成立条件：气体质量一定，体积不变③一定质量的气体在等容变化时，升高（或降低）相同的温度增加（或减小）的压强是相同的，即T p =Tp∆∆④解题时，压强的单位要统一 ⑤C 与气体的种类、质量和体积有关3、盖·吕萨克定律：（1）内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比。

（2）公式：11T V =22T V 或T V=C点拨：①盖·吕萨克定律是通过实验发现的 ②成立条件：气体质量一定，压强不变③一定质量的气体在等压变化时，升高（或降低）相同的温度增加（或减小）的体积是相同的④C 与气体的种类、质量和压强有关4、等容线：（1）等容线：一定质量的气体在等容变化过程中，压强P 与热力学温度T 成正比关系，在p —T 直角坐标系中的图象叫等容线（2）一定质量的气体的p —T 图线其延长线过原点，斜率反映体积的大小 点拨：等容线的物理意义：① 图象上每一点表示气体一个确定的状态。

同一等容线上，各气体的体积相同② 不同体积下的等温线，斜率越大，体积越小（见图8.2—1）5、等压线：（1）定义：一定质量的气体在等压变化过程中，体积V 与热力学温度T 成正比关系，在V —T 直角坐标系中的图象叫等压线（2）一定质量的气体的V —T 图线其延长线过原点 点拨：等压线的物理意义：① 图象上每一点表示气体一个确定的状态。

物理选修3-3知识点总结一、分子动理论1、物体是由大量分子组成的微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0宏观量：物质体积V 、摩尔体积m ol V 、物体质量m 、摩尔质量mol M 、物质密度ρ。

联系桥梁：阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1） molmol V MV m ==ρ （1）分子质量：Amolmol 0N V N M N m m A ρ===（2）分子体积：A mol A mol 0N M N V N V V ρ＝＝=（对气体，V 0应为气体分子占据的空间大小）（3）分子大小：(数量级10-10m) ○1球体模型．3mol mol 0)2(34d N M N V V A A πρ=== 直径306πV d =（固、液体一般用此模型） 油膜法估测分子大小：SVd =S ----单分子油膜的面积，V----滴到水中的纯油酸的体积 ○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型；对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离） 注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子间距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。

（4）分子的数量：A A A N V N M N V N M m nN N molA mol mol A mol mv v ρρ===== 2、分子永不停息地做无规则运动（1）扩散现象：不同物质彼此进入对方的现象。

温度越高，扩散越快。

直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈。

运动对象是分子，肉眼看不到分子，可以观察到现象。

（2）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。

运动对象是小颗粒，肉眼看不见，要用显微镜观察。

发生原因是固体微粒受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而间接．．说明了液体分子在永不停息地做无规则运动．① 布朗运动是固体微粒的运动而不是固体微粒中分子的无规则运动． ②布朗运动反映液体分子的无规则运动但不是液体分子的运动． ③课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹． ④微粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显． 3、分子间存在相互作用的引力和斥力①分子间引力和斥力一定同时存在，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化快，实际表现出的分子力是分子引力和分子斥力的合力②分子力的表现及变化，对于曲线注意两个距离，即平衡距离r 0（约10－10m ）与10r 0。

选修3-3 热学一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子直径：数量级是10－10m ； ②分子质量：数量级是10－26kg ；③测量方法：油膜法．(2)阿伏加德罗常数：1 mol 任何物质所含有的粒子数，N A ＝6.02×1023 mol －1. (3)微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.(4)宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. (5)关系：①分子的质量：m 0＝M N A ＝ρV mN A②分子的体积：V 0＝V m N A ＝MρN A③物体所含的分子数：N ＝V V m ·N A ＝m ρV m ·N A 或N ＝m M ·N A ＝ρV M·N A (6)两种模型：①球体模型直径为：d ＝36V 0π②立方体模型边长为：d ＝3V 02．分子热运动：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动．(1)扩散现象：相互接触的不同物质彼此进入对方的现象．温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行．(2)布朗运动：①定义：悬浮在液体(或气体)中的小颗粒的永不停息地无规则运动． ②实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动．③决定因素：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈． (3)气体分子运动速率的统计分布：①同一温度下，大多数分子具有中等的速率；随温度升高，占总数比例最大的那些分子速率增大．②气体分子运动速率的“三个特点”某个分子的运动是无规则的，但大量分子的运动速率呈现统计规律，如图所示：横轴表示分子速率，纵轴表示各速率的分子数占总分子数的百分比，图像有三个特点：(1)“中间多，两头少”：同一温度下，特大或特小速率的分子数比例都较小，大多数分子具有中等的速率．(2)“图像向右偏移”：速率小的分子数减少，速率大的分子数增加，分子的平均速率将增大，但速率分布规律不变．(3)“面积不变”：图线与横轴所围面积都等于1，不随温度改变．二、内能1．分子动能(1)分子动能:分子热运动所具有的动能；(2)分子平均动能：所有分子动能的平均值．温度是分子平均动能的标志．2．分子势能：由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关．3．物体的内能(1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．(2)决定因素：温度、体积和物质的量．4．分子力(1)分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快．(2)分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力曲线与分子势能曲线：分子力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能E p＝0)：(3)分子力、分子势能与分子间距离的关系①当r>r0时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加．②)当r<r0时，分子力为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加．③当r＝r0时，分子势能最小．5．内能和热量的比较6．分析物体的内能问题应当明确以下四点(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法．(2)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系．(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能．(4)温度是分子平均动能的标志，温度相同的任何物体，分子的平均动能相同.三、温度1．温度的意义(1)宏观上，温度表示物体的冷热程度．(2)微观上，温度是分子平均动能的标志．2．两种温标(1)摄氏温标t：单位℃，把1个标准大气压下，水的冰点作为0 ℃，沸点为100 ℃.(2)热力学温标T：单位K，把－273.15 ℃作为0 K．0 K是绝对零度，低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值．(3)两种温标的关系：T＝273.15＋t ΔT＝Δt第二节固体、液体和气体一、固体1．分类：固体分为晶体和非晶体两类．晶体分单晶体和多晶体．2．晶体与非晶体的比较3．判断晶体与非晶体的“五个要点”(1)只要具有确定熔点的物质必定是晶体，否则为非晶体．(2)只要具有各向异性的物质必定是单晶体，否则为多晶体或非晶体．(3)单晶体只是在某一种物理性质上表现出各向异性．(4)同一物质可能成为不同的晶体或非晶体．(5)晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化．二、液体1．液体的表面张力(1)产生原因：表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子力表现为引力．(2)作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．(3)作用方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．(4)影响因素：液体的密度越大，表面张力越大；温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小．2．液晶的物理性质(1)具有液体的流动性．(2)具有晶体的光学各向异性．(3)从某个方向上看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．(4)液晶的特点：液晶既不是液体也不是晶体．液晶既有液体的流动性，又有晶体的物理性质各向异性．三、饱和汽湿度1．饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽．(2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽．2．饱和汽压(1)定义：饱和汽所具有的压强．(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．3．湿度(1)绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强．(2)相对湿度：空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压之比．(3)相对湿度公式相对湿度＝水蒸气的实际压强同温度水的饱和汽压⎝⎛⎭⎫B ＝p p s ×100%(4)对相对湿度的理解人对空气湿度的感觉是由相对湿度决定的．当绝对湿度相同时，温度越高，离饱和状态越远，体表水分越容易蒸发，感觉越干燥；气温越低，越接近饱和状态，感觉越潮湿．第三讲 气体一、气体压强的产生与计算1．产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．2．决定因素(1)宏观上：决定于气体的温度和体积．(2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度． 3．压强单位：国际单位，帕斯卡(P a )常用单位：标准大气压(a tm )；厘米汞柱(cmHg )．换算关系：1a tm ＝76cmHg≈1.0×105 Pa . 4．平衡状态下气体压强的求法(1)液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强．(2)力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强．(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．5．加速运动系统中封闭气体压强的求法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解． 二、理想气体状态方程1．理想气体(1)宏观上讲，理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵从气体实验定律的气体．实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体．(2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力（因此不计分子势能），分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间．2．理想气体的状态方程(1)内容：一定质量的某种理想气体发生状态变化时，压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变. (2)公式：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pV T ＝C (C 是与p 、V 、T 无关的常量)3．理想气体状态方程与气体实验定律的关系p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2⎩⎪⎨⎪⎧温度不变：p 1V 1＝p 2V 2（玻意耳定律）体积不变：p 1T 1＝p 2T 2（查理定律）压强不变：V 1T 1＝V 2T2（ 盖—吕萨克定律）4．几个重要的推论(1)查理定律的推论：Δp ＝p 1T 1ΔT(2)盖—吕萨克定律的推论：ΔV ＝V 1T 1ΔT(3)理想气体状态方程的推论：p 0V 0T 0＝p 1V 1T 1＋p 2V 2T 2＋……（理想气体状态方程的分态公式）5．体状态变化的图象问题第三节 热力学定律与能量守恒一、热力学第一定律和能量守恒定律 1．改变物体内能的两种方式(1)做功； (2)热传递． 2．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和． (2)表达式：ΔU ＝Q ＋W 3．对公式ΔU ＝Q ＋W 符号的规定4.几种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q ＝0，W ＝ΔU ，外界对物体做的功等于物体内能的增加量． (2)若过程中不做功，即W ＝0，则Q ＝ΔU ，物体吸收的热量等于物体内能的增加量．(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU ＝0，则W ＋Q ＝0或W ＝－Q .外界对物体做的功等于物体放出的热量．(4)气体压力做功：体积变化量V P W∆=：做功与热传递在改变内能的效果上是相同的，但是从运动形式、能量转化的角度上看是不同的：做功是其他形式的运动和热运动的转化，是其他形式的能与内能之间的转化；而热传递则是热运动的转移，是内能的转移．5．能的转化和守恒定律(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．(2)第一类永动机：违背能量守恒定律的机器被称为第一类永动机．它是不可能制成的．二、热力学第二定律1．常见的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．2．第二类永动机：违背宏观热现象方向性的机器被称为第二类永动机．这类永动机不违背能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律，也是不可能制成的．3．在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”的涵义(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做功等．4．热力学第二定律的实质：热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱；在引起其他变化的条件下内能也可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程．5．两类永动机的比较1．下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中，正确的是()A．扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动B．扩散现象与布朗运动没有本质的区别C．扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律D．扩散现象和布朗运动都与温度有关E．布朗运动是扩散的形成原因，扩散是布朗运动的宏观表现[解析]扩散现象与布朗运动都能说明分子做永不停息的无规则运动，故A正确；扩散是物质分子的迁移，布朗运动是宏观颗粒的运动，是两种完全不同的运动，故B错误；两个实验现象说明了分子运动的两个不同规律，则C正确；两种运动随温度的升高而加剧，所以都与温度有关，D正确；布朗运动与扩散的成因均是分子的无规则运动，两者之间不具有因果关系，故E错误．[答案]ACD2．分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则下列说法正确的是()A．分子间引力随分子间距的增大而减小B．分子间斥力随分子间距的减小而增大C．分子间相互作用力随分子间距的增大而减小D．当r<r0时，分子间作用力随分子间距的减小而增大E．当r>r0时，分子间作用力随分子间距的增大而减小[解析]分子力和分子间距离的关系图象如图所示，根据该图象可判断分子间引力随分子间距的增大而减小，分子间斥力随分子间距的减小而增大，A、B正确；当r<r0时分子力(图中实线)随分子间距的减小而增大，故D 正确；当r>r0时，分子力随分子间距的增大先增大后减小，故E错误．[答案]ABD3．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是()A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变[解析]分子力F与分子间距r的关系是：当r<r0时F为斥力；当r＝r0时，F＝0；当r>r0时F为引力．综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小又变大，A项错误；分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故B项正确、D项错误；因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C、E项均正确．[答案]BCE4．下列说法正确的是()A．内能不同的物体，温度可能相同B．温度低的物体内能一定小C．同温度、同质量的氢气和氧气，氢气的分子动能大D．一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加E．物体机械能增大时，其内能一定增大[解析]物体的内能大小是由温度、体积、分子数共同决定的，内能不同，物体的温度可能相同，故A正确；温度低的物体，分子平均动能小，但分子数可能很多，故B错误；同温度、同质量的氢气与氧气分子平均动能相等，但氢气分子数多，故总分子动能氢气的大，故C正确；当分子平均距离r≥r0，物体膨胀时分子势能增大，故D正确；机械能增大，若物体的温度、体积不变，内能则不变，故E错误．[答案]ACD5．下列说法正确的是()A．内能大的物体含有的热量多B．温度高的物体含有的热量多C．水结成冰的过程中，放出热量，内能减小D．物体放热，温度不一定降低E．物体放热，内能不一定减小[解析]热量是过程量，故A、B错误；水结成冰，分子动能不变，分子势能减小，即内能减小，放出热量，故C正确；晶体凝固时，放出热量，温度不变，故D正确；改变物体的内能有做功和热传递两种方式，故E正确．[答案]CDE6．(2015·高考全国卷℃)下列说法正确的是()A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变[解析]将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项A错误．单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故选项B正确．例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故选项C正确．晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化．如天然水晶是晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故选项D正确．熔化过程中，晶体的温度不变，但内能改变，故选项E错误．[答案]BCD7．下列说法不正确的是()A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上．这是由于水表面存在表面张力的缘故B ．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力C ．将玻璃管道裂口放在火上烧，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故D ．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性的缘故E ．当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开．这是由于水膜具有表面张力的缘故[解析] 水的表面张力托起针，A 正确；B 、D 两项也是表面张力原因，故B 、D 均错误，C 项正确；在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开是因为大气压的作用，E 错误．[答案]BDE8．(2014·高考福建卷)如图为一定质量理想气体的压强p 与体积V 关系图象，它由状态A 经等容过程到状态B ，再经等压过程到状态C .设A 、B 、C 状态对应的温度分别为T A 、T B 、T C ，则下列关系式中正确的是( )A ．T A ＜TB ，T B ＜T CB ．T A ＞T B ，T B ＝TC C ．T A ＞T B ，T B ＜T CD ．T A ＝T B ，T B ＞T C[解析] 根据理想气体状态方程pV T＝k 可知，从A 到B ，温度降低，故A 、D 错误；从B 到C ，温度升高，故B 错误、C 正确．[答案]C9．一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的a →b 、b →c 、c →d 、d →a 四个过程，其中bc 的延长线通过原点，cd 垂直于ab 且与水平轴平行，da 与bc 平行，则气体体积在( )A ．a →b 过程中不断增加B ．b →c 过程中保持不变C ．c →d 过程中不断增加D ．d →a 过程中保持不变E ．d →a 过程中不断增大[解析] 由题图可知a →b 温度不变，压强减小，所以体积增大，b →c 是等容变化，体积不变，因此A 、B 正确；c →d 体积不断减小，d →a 体积不断增大，故C 、D 错误，E 正确．[答案]ABE10．如图，一定量的理想气体从状态a 沿直线变化到状态b ，在此过程中，其压强( )A ．逐渐增大B ．逐渐增小C ．始终不变D ．先增大后减小[解析] 法一：由题图可知，气体从状态a 变到状态b ，体积逐渐减小，温度逐渐升高，由pV T＝C 可知，压强逐渐增大，故A 正确．法二：由pV T ＝C 得：V ＝C p T ，从a 到b ，ab 段上各点与O 点连线的斜率逐渐减小，即1p逐渐减小，p 逐渐增大，故A 正确．[答案]A11．关于热力学定律，下列说法正确的是( )A ．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B ．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C ．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D ．不可能使热量从低温物体传向高温物体E ．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程[解析] 内能的改变可以通过做功或热传递进行，故A 正确；对某物体做功，物体的内能不一定增加，B 错误；在引起其他变化的情况下，可以从单一热源吸收热量，将其全部变为功，C 正确；在有外界影响的情况下，可以使热量从低温物体传向高温物体，D 错误；涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故E 正确．[答案]ACE热力学第一定律说明发生的任何过程中能量必定守恒，热力学第二定律说明并非所有能量守恒的过程都能实现．1．高温物体热量Q 能自发传给热量Q 不能自发传给低温物体2．功能自发地完全转化为不能自发地完全转化为热量3．气体体积V 1能自发膨胀到不能自发收缩到气体体积V 2(较大)4．不同气体A 和B 能自发混合成不能自发分离成混合气体AB12．根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是( )A ．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能B ．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体C ．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%D ．制冷机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量E ．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来解析：选ACD.机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B错误；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，C正确；由能量守恒知，制冷过程中，从室内吸收的热量与压缩机做的功之和等于向室外放出的热量，故D正确；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，E错误．。

高中物理之求解气体变质量问题的方法在物理学中，使用理想气体状态方程解决问题时，通常会选择一定质量的理想气体作为研究对象。

然而，在某些问题中，气体的质量可能会发生变化。

在这种情况下，我们需要恰当地选择研究对象，将“变质量问题”转化为“定质量问题”。

例如，在一个中，当温度从300K升高到400K时，一部分气体会溢出。

为了解决这个问题，我们可以选择温度为300K时中的气体作为研究对象，并假设溢出的气体被一个“没有弹性可以自由扩张的气囊”装着。

这样，当气体温度升高后，中的气体与“囊”中的气体质量之和便与初始状态相等。

通过盖吕萨克定律，我们可以求出溢出的气体质量占原来总质量的比例。

另一种方法是选择温度为400K时中剩余的气体作为研究对象。

我们可以设所选对象在300K时的体积为V，以温度为300K时所选对象的状态为初状态，以温度为400K时所选对象的状态为末状态。

通过盖吕·萨克定律，我们可以求出溢出的气体质量占原来总质量的比例。

除此之外，我们还可以利用虚拟气体状态的方法来解决“变质量问题”。

对于一定质量的理想气体，我们可以将其分成n个状态不同的部分。

通过推导，我们可以得到这些部分的状态方程，并利用它们来求解“变质量问题”。

需要注意的是，在这种方法中，初状态的气体质量与末状态的各部分气体质量之和应该相等。

题目：容积为9L和6L的两个中盛有同种理想气体，分别置于恒温环境中，温度分别为300K和400K。

开始时，A 中气体压强为10大气压，B中气体压强为4大气压。

打开阀门重新平衡后，求平衡后气体的压强和A中气体进入B中的部分占A中原有气体质量的百分之几。

分析：我们可以将A、B两部分气体分别作为研究对象，列出初末状态的参量如下：A中的气体：初状态：P1=10大气压，V1=9L，T1=300K末状态：P2=x，V2=9L，T2=300KB中的气体：初状态：P1=4大气压，V1=6L，T1=400K末状态：P2=x，V2=6L，T2=400K根据克拉珀龙方程，我们可以得到：P1V1=n1R T1P2V2=n1R T2其中n1为A中气体的摩尔数，R为气体常数。

第14点气体变质量问题的处理分析变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，使这类问题转化为一定质量的气体问题，用理想气体状态方程求解.1.充气问题向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题.只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题.2.抽气问题从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题.分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可看做是等温膨胀的过程.3.灌气问题将一个大容器中的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题.分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看做是一个整体来作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题.4.漏气问题容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，不能用理想气体状态方程求解.如果选容器内剩余气体为研究对象，便可使问题变成一定质量的气体状态变化的问题，可用理想气体状态方程求解.对点例题某容积为20 L的氧气瓶中装有30 atm的氧气，把氧气分装到容积为5 L的小钢瓶中，使每个小钢瓶中氧气的压强为5 atm，如果每个小钢瓶中原有氧气的压强为1 atm，问共能分装多少瓶？(设分装过程中无漏气，且温度不变)解题指导设能够分装n个小钢瓶，则以氧气瓶中的氧气和n个小钢瓶中的氧气整体为研究对象，分装过程中温度不变，遵守玻意耳定律.分装前：氧气瓶中气体状态p1＝30 atm，V1＝20 L；小钢瓶中气体状态p2＝1 atm，V2＝5 L.分装后：氧气瓶中气体状态p1′＝5 atm，V1＝20 L；小钢瓶中气体状态p2′＝5 atm，V2＝5 L.由p1V1＋np2V2＝p1′V1＋np2′V2得n ＝p 1－p 1V 1p 2′－p 2V 2＝－－瓶＝25瓶.答案 25技巧点拨 1.对于气体的分装，可将大容器中和所有的小容器中的气体看做一个整体来研究；2.分装后，瓶中剩余气体的压强p 1′应大于或等于小钢瓶中应达到的压强p 2′，通常情况下取压强相等，但不能认为p 1′＝0，因通常情况下不可能将瓶中气体全部灌入小钢瓶中.1.一只轮胎容积为V ＝10 L ，已装有p 1＝1 atm 的空气.现用打气筒给它打气，已知打气筒的容积为V 0＝1 L ，要使胎内气体压强达到p 2＝2.5 atm ，应至少打多少次气？(设打气过程中轮胎容积及气体温度维持不变，大气压强p 0＝1 atm)( )A.8次B.10次C.12次D.15次 答案 D解析 本题中，胎内气体质量发生变化，选打入的和原来的气体组成的整体为研究对象.设打气次数为n ，则V 1＝nV 0＋V ，由玻意耳定律，p 1V 1＝p 2V ，解得n ＝15次，故选D.2.贮气筒内压缩气体的温度为27 °C，压强是20 atm ，从筒内放出一半质量的气体后，并使筒内剩余气体的温度降低到12 °C，求剩余气体的压强为多大？答案 9.5 atm解析 以筒内剩余气体为研究对象，它原来占有整个筒容积的一半，后来充满整个筒，设筒的容积为V ，则初态：p 1＝20 atm ，V 1＝12V ，T 1＝(273＋27) K ＝300 K ； 末态：p 2＝？ V 2＝V ，T 2＝(273＋12) K ＝285 K根据理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2得：p 2＝p 1V 1T 2V 2T 1＝20×V 2×285300V atm ＝9.5 atm.。

2014高中物理 8.3《理想气体的状态方程》教学设计新人教版选修3-3一、教学目标1．在物理知识方面的要求：（1）初步理解“理想气体”的概念。

（2）掌握运用玻意耳定律和查理定律推导理想气体状态方程的过程，熟记理想气体状态方程的数学表达式，并能正确运用理想气体状态方程解答有关简单问题。

（3）熟记盖·吕萨克定律及数学表达式，并能正确用它来解答气体等压变化的有关问题。

2．通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程推导盖·吕萨克定律的过程，培养学生严密的逻辑思维能力。

3．通过用实验验证盖·吕萨克定律的教学过程，使学生学会用实验来验证成正比关系的物理定律的一种方法，并对学生进行“实践是检验真理唯一的标准”的教育。

二、重点、难点分析1．理想气体的状态方程是本节课的重点，因为它不仅是本节课的核心内容，还是中学阶段解答气体问题所遵循的最重要的规律之一。

2．对“理想气体”这一概念的理解是本节课的一个难点，因为这一概念对中学生来讲十分抽象，而且在本节只能从宏观现象对“理想气体”给出初步概念定义，只有到后两节从微观的气体分子动理论方面才能对“理想气体”给予进一步的论述。

另外在推导气体状态方程的过程中用状态参量来表示气体状态的变化也很抽象，学生理解上也有一定难度。

三、教具1．气体定律实验器、烧杯、温度计等。

四、主要教学过程（一）引入新课前面我们学习的玻意耳定律是一定质量的气体在温度不变时，压强与体积变化所遵循的规律，而查理定律是一定质量的气体在体积不变时，压强与温度变化时所遵循的规律，即这两个定律都是一定质量的气体的体积、压强、温度三个状态参量中都有一个参量不变，而另外两个参量变化所遵循的规律，若三个状态参量都发生变化时，应遵循什么样的规律呢？这就是我们今天这节课要学习的主要问题。

（二）教学过程设计1．关于“理想气体”概念的教学设问：（1）玻意耳定律和查理定律是如何得出的？即它们是物理理论推导出来的还是由实验总结归纳得出来的？答案是：由实验总结归纳得出的。

气体编辑：李鸿书一、气体的等温变化1、等温变化(1)状态参量:气体的状态由状态参量决定，对一定质量的气体来说，当三个状态参量都不变时，我们就说气体的状态一定，否则气体的状态就发生了变化.对于一定质量的气体，压强、温度体积三个状态参量中只有一个量变而其他量不变是不可能的，至少其中有两个量变或三个量都发生变化.(2)等温变化:一定质量的气体，在温度不变时发生的状态变化过程，叫做气体的等温变化2.玻意耳定律(1)内容:一定质量的某种气体， 在温度不变的情况下,压强p 与体积V 成反比,即pV=常量，或p ₁V ₁ =p ₂V ₂.其中P ₁、V ₁和P ₂、V ₂分别表示气体在1、2两个不同状态下的压强和体积.(2)研究对象:一定质量的气体，且这一部分气体保持温度不变.(3)适用条件:①压强不太大(与大气压相比)，温度不太低(与室温相比).②被研究的气体质量不变，温度不变。

(4)数学表达式:1221p p V V =,p ₁V ₁ =p ₂V ₂，或pV=C(常量). [注意]①玻意耳定律p ₁V ₁ =p ₂V ₂是个实验定律，阐述的是在温度不变的情况下，一定质量的气体的变化规律，其中P ₁、V ₁和P ₂、V ₂分别表示气体在1、2两个不同状态下的压强和体积②此定律中的常量C 不是一个普适常量，它与气体所处的温度高低有关，温度越高，常量C 越大，③由于经常使用p ₁V ₁ =p ₂V ₂1221p p V V =这两种形式，故对单位要求使用统一单位即可. 3. 气体等温变化的P-v 图像(1) p-V 图象.一定质量的气体发生等温变化时的p-V 图象如右图所示,(2) 图象为双曲线的一支.说明:①平滑的曲线是双曲线的一段，反映了在等温情况下，一定质量的气体的压强与体积成反比的规律.②图象上的点，代表的是一定质量气体的一个状态.③这条曲线表示了一定质量的气体由一个状态过渡到另一个状态的过程，这个过程是一个等温过程，因此该曲线也叫等温线. (2)p-V1图象.一定质量的气体的图象如右图所示, 图线为延长线过原点的倾斜直线。

热学知识点复习 → 制作人：湄江高级中学：吕天鸿一、固、液、气共有性质1、组成物质的分子永不停息、无规则运动。

温度T 越高，运动越激烈，分子平均动能 。

注意：对于理想气体，温度T 还决定其内能的变化。

扩散现象：相互渗透的 反应 2、分子运动的表现布朗运动：看不见的固体小颗粒被分子不平衡碰撞，颗粒越大，运动越3、分子间同时存在引力与斥力，且都随着分子间距r 的增加而 。

(1)分子力的合力F 表现：是为F 引 还是F 斥？看间距与分界点r 0关系，看下图当r=r 0时,F 引=F 斥,分子力为0;当r>r 0时,F 引>F 斥,分子力表现为当r<r 0时,F 引<F 斥,分子力表现为 。

当分子间距离大于10r 0(约为10-9 m)时,分子力很弱,可以忽略。

（2）分子势能E P 与分子间距r 的关系。

用图像表示如右图补充线注：当r=r0时,分子势能最小。

（3）分子力做功与E P 的关系，类比三大势能一样关系二、晶体与非晶体 单晶体：物理性质：各向异性。

原子排列：有规则晶体：有固定熔点1、 多晶体：物理性质：各向同性。

原子排列：无规则非晶体：无确定的熔点。

→ 物理性质：各向同性。

原子排列：无规则2,、同一种物质可能以晶体与非晶体两种不同形态出现。

如碳形成的金刚石与石墨3、有些晶体与非晶体可以相互转化。

4、常考晶体有：金刚石与石墨、石英、云母、食盐。

常考非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香。

三、热力学定律→研究高考对象为→主要还是理想气体做功W 热量Q 内能的改变ΔU 取正值“+”外界对物体做功 物体从外界吸收热量 物体的内能增加 取负值“-” 物体对外界做功 物体向外界放出热量 物体的内能减少2、气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和温度,当温度变化时,气体的内能变化,当体积变化时,气体将伴随着做功,解题时要掌握气体变化过程的特点:(1)等温过程:内能不变,即ΔU=0。

温度T ↑，则内能增加，ΔU >0(2)等容过程:W=0。

专题强化1 变质量问题与理想气体的图象问题[学习目标] 1.会巧妙地选择研究对象，使变质量气体问题转化为定质量的气体问题.2.会利用图象对气体状态、状态变化及规律进行分析，并应用于解决气体状态变化问题．一、变质量问题分析变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，使这类问题转化为定质量的气体问题，然后用气体实验定律或理想气体状态方程求解． (1)打气问题向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题．只要选择球、轮胎内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题． (2)抽气问题从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题．分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可看做是膨胀的过程．例1 一只两用活塞气筒的原理如图1所示(打气时如图甲所示，抽气时如图乙所示)，其筒内体积为V 0，现将它与另一只容积为V 的容器相连接，容器内的空气压强为p 0，当分别作为打气筒和抽气筒时，活塞工作n 次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为(容器内气体温度不变，大气压强为p 0)( )图1A ．np 0，1n p 0B.nV 0V p 0，V 0nVp 0 C ．(1＋V 0V )n p 0，(1＋V 0V )n p 0D ．(1＋nV 0V )p 0，(V V ＋V 0)np 0答案 D解析 打气时，活塞每推动一次，就把体积为V 0、压强为p 0的气体推入容器内，若活塞工作n 次，就是把压强为p 0、体积为nV 0的气体压入容器内，容器内原来有压强为p 0、体积为V 的气体，根据玻意耳定律得： p 0(V ＋nV 0)＝p ′V .所以p ′＝V ＋nV 0V p 0＝(1＋n V 0V)p 0.抽气时，活塞每拉动一次，就把容器中的气体的体积从V 膨胀为V ＋V 0，而容器中的气体压强就要减小，活塞推动时，将抽气筒中的体积为V 0的气体排出，而再次拉动活塞时，又将容器中剩余的气体的体积从V 膨胀到V ＋V 0，容器内的压强继续减小，根据玻意耳定律得： 第一次抽气p 0V ＝p 1(V ＋V 0)， p 1＝VV ＋V 0p 0.第二次抽气p 1V ＝p 2(V ＋V 0) p 2＝V V ＋V 0p 1＝(V V ＋V 0)2p 0活塞工作n 次，则有： p n ＝(V V ＋V 0)n p 0.故正确答案为D.在分析和求解气体质量变化的问题时，首先要将质量变化的问题变成质量不变的问题，否则不能应用气体实验定律.如漏气问题，不管是等温漏气、等容漏气，还是等压漏气，都要将漏掉的气体“收”回来.可以设想有一个“无形弹性袋”收回漏气，且漏掉的气体和容器中剩余气体同温、同压，这样就把变质量问题转化为定质量问题，然后再应用气体实验定律求解. 针对训练 用打气筒将压强为1 atm 的空气打进自行车轮胎内，如果打气筒容积ΔV ＝500 cm 3，轮胎容积V ＝3 L ，原来压强p ＝1.5 atm.现要使轮胎内压强变为p ′＝4 atm ，若用这个打气筒给自行车轮胎打气，则要打气次数为(设打气过程中空气的温度不变)( ) A ．10 B ．15 C ．20 D ．25答案 B解析 温度不变，由玻意耳定律的分态气态方程得 pV ＋np 1ΔV ＝p ′V ， 代入数据得 解得n ＝15.二、理想气体的图象问题名称图象特点其他图象等温线p－VpV＝CT(C为常量)，即pV之积越大的等温线对应的温度越高，离原点越远p－1Vp＝CTV，斜率k＝CT，即斜率越大，对应的温度越高等容线p－Tp＝CV T，斜率k＝CV，即斜率越大，对应的体积越小等压线V－TV＝Cp T，斜率k＝Cp，即斜率越大，对应的压强越小例2使一定质量的理想气体的状态按图2甲中箭头所示的顺序变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分．图2(1)已知气体在状态A的温度T A＝300 K，求气体在状态B、C和D的温度各是多少？(2)将上述状态变化过程在图乙中画成用体积V和热力学温度T表示的图线(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化的方向)，说明每段图线各表示什么过程．答案(1)600 K600 K300 K(2)见解析解析从p－V图中可以直观地看出，气体在A、B、C、D各状态下压强和体积分别为p A＝4 atm，p B＝4 atm，p C＝2 atm，p D＝2 atm，V A＝10 L，V C＝40 L，V D＝20 L.(1)根据理想气体状态方程 p A V A T A ＝p C V C T C ＝p D V DT D， 可得T C ＝p C V C p A V A ·T A ＝2×404×10×300 K ＝600 K ，T D ＝p D V Dp A V A ·T A ＝2×204×10×300 K ＝300 K ，由题意知B 到C 是等温变化，所以T B ＝T C ＝600 K. (2)因由状态B 到状态C 为等温变化，由玻意耳定律有p B V B ＝p C V C ，得 V B ＝p C V C p B ＝2×404L ＝20 L.在V －T 图上状态变化过程的图线由A 、B 、C 、D 各状态依次连接(如图)，AB 是等压膨胀过程，BC 是等温膨胀过程，CD 是等压压缩过程．例3 (多选)一定质量的气体的状态经历了如图3所示的ab 、bc 、cd 、da 四个过程，其中bc 的延长线通过原点，cd 垂直于ab 且与水平轴平行，da 与bc 平行，则气体体积在( )图3A ．ab 过程中不断增加B ．bc 过程中保持不变C ．cd 过程中不断增加D ．da 过程中保持不变 答案 AB解析 因为bc 的延长线通过原点，所以bc 是等容线，即气体体积在bc 过程中保持不变，B 正确；ab 是等温线，压强减小则体积增大，A 正确；cd 是等压线，温度降低则体积减小，C 错误；如图所示，连接aO 交cd 于e ，则ae 是等容线，即V a ＝V e ，因为V d <V e ，所以V d <V a ，即da 过程中气体体积变大，D 错误．1．(图象问题)(多选)如图4所示为一定质量气体的三种变化过程，则下列说法正确的是()图4A．a→d过程气体体积增加B．b→d过程气体体积不变C．c→d过程气体体积增加D．V a>V b2．(变质量问题)空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气6.0 L，现再充入1.0 atm的空气9.0 L．设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为() A．2.5 atm B．2.0 atm C．1.5 atm D．1.0 atm3.(变质量问题)某种喷雾器的贮液筒的总容积为7.5 L，如图5所示，装入6 L的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入300 cm3、1 atm的空气，设整个过程温度保持不变，求：图5(1)要使贮液筒中空气的压强达到4 atm，打气筒应打压几次？(2)当贮液筒中空气的压强达到4 atm时，打开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？4．(图象问题)(2020·遵义航天高级中学月考)一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C，p－T图象如图6甲所示．若气体在状态A的温度为－73.15 ℃，在状态C的体积为0.6 m3，规定0 ℃为273.15 K．求：图6(1)状态A的热力学温度；(2)写出A至C过程中气体的变化情形，并根据图象提供的信息，计算图中V A的值；(3)在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定坐标值，请写出计算过程．1.图1为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为T A、T B、T C，则下列关系式正确的是()图1A．T A<T B，T B<T C B．T A>T B，T B＝T CC．T A>T B，T B<T C D．T A＝T B，T B>T C2.(多选)如图2所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在导热汽缸中，用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，气体由状态①变化到状态②.如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度．气体从状态①变化到状态②，此过程可用下图中哪几个图象表示()图23.(多选)一定质量的理想气体沿着如图3所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强的变化是()图3A．从状态c到状态d，压强减小B．从状态d到状态a，压强减小C．从状态a到状态b，压强增大D．从状态b到状态c，压强增大4．在下列图象中，不能反映一定质量的理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化后，又回到初始状态的图象是(A中曲线为双曲线的一支)()5．容积为20 L的钢瓶充满氧气后，压强为150 atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5 L 的小瓶中，若小瓶原来是抽空的，小瓶中充气后压强为10 atm ，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装( ) A ．4瓶 B ．50瓶 C ．56瓶 D ．60瓶6．一个瓶子里装有空气，瓶上有一个小孔跟外面大气相通，原来瓶里气体的温度是7 ℃，如果把它加热到47 ℃，瓶里留下的空气的质量是原来质量的几分之几( ) A.18 B.34 C.56 D.787.一定质量的理想气体沿如图4所示状态变化，方向从状态a 到状态b (ba 延长线过坐标原点)，到状态c 再回到状态a .气体在三个状态的体积分别为V a 、V b 、V c ，则它们的关系正确的是( )图4A ．V a ＝V bB ．V a >V cC ．V b ＝109200V aD ．V c ＝32750V a8．蹦蹦球是一种儿童健身玩具，某同学在17 ℃的室内对蹦蹦球充气，已知充气前球的总体积为2 L ，压强为1 atm ，充气筒每次充入0.2 L 压强为1 atm 的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化，求：(1)充气多少次可以让气体压强增大至3 atm ；(2)将充气后的蹦蹦球拿到温度为－13 ℃的室外后，压强将变为多少？(结果保留两位有效数字)9．用活塞式抽气机抽气，在温度不变的情况下，从玻璃瓶中抽气，第一次抽气后，瓶内气体的压强减小到原来的45，要使容器内剩余气体的压强减为原来的256625，抽气次数应为( )A ．2B ．3C ．4D ．510．氧气瓶的容积是40 L ，瓶内氧气的压强是130 atm ，规定瓶内氧气压强降到10 atm 时就要重新充氧．有一个车间，每天需要用1 atm 的氧气400 L ，一瓶氧气能用几天？(假定温度不变，氧气可视为理想气体)11．一定质量的理想气体由状态A 变为状态D ，其有关数据如图5甲所示，若气体在状态D 的压强是2×104 Pa.图5(1)求状态A 的压强；(2)请在图乙中画出该状态变化过程的p －T 图象，并分别标出A 、B 、C 、D 各个状态．12．热等静压设备广泛应用于材料加工中．该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能．一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中．已知每瓶氩气的容积为3.2×10－2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃.氩气可视为理想气体．(1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；(2)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强．13．一个气球，当球内气体压强p0＝1×105Pa时，容积为10 L．已知气球的容积与球内气体的压强成正比．现保持温度不变，再向气球内充入压强为p0＝1×105Pa的气体30 L，此后气球的容积和气球内气体的压强分别是多大？参考答案1．答案 AB解析 在p －T 图象中等容线是延长线过原点的倾斜直线，且气体体积越大，直线的斜率越小．因此，a 状态对应的体积最小，c 状态对应的体积最大，b 、d 状态对应的体积相等，故A 、B 正确．2．答案 A解析 取全部气体为研究对象，由p 1(V 1＋V 2)＝pV 1得p ＝2.5 atm ，故A 正确．3.答案 (1)15次 (2)1.5 L解析 (1)设打气筒打压n 次可以使压强达到4 atm.初状态：p 1＝1 atm ，V 1＝V ＋nV 0其中V ＝(7.5－6) L ＝1.5 L ＝1.5×103 cm 3末状态：p 2＝4 atm ，V 2＝V由玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2代入数据解得n ＝15.(2)设停止喷雾时贮液筒内气体体积为V ′由玻意耳定律得：p 2V 2＝p 1V ′4 atm ×1.5 L ＝1 atm ×V ′解得V ′＝6 L故还剩药液7.5 L －6 L ＝1.5 L.4．答案 见解析解析 (1)状态A 的热力学温度：T A ＝t ＋273.15 K ＝(－73.15＋273.15) K ＝200 K.(2)由题图甲可知：A 至B 为等压过程，B 至C 为等容过程．对A 至C ，由理想气体状态方程有：p A V A T A ＝p C V C T C解得：V A ＝p C V C T A p A T C ＝2.0×105×0.6×2001.5×105×400m 3＝0.4 m 3. (3)由盖—吕萨克定律得：V A T A ＝V B T B解得：V B ＝V A T B T A ＝0.4×300200m 3＝0.6 m 3 图象如图所示．1. 答案 C解析 由题图可知，气体由状态A 到状态B 的过程为等容变化，由查理定律得p A T A ＝p B T B ，p A >p B，故T A >T B ；由状态B 到状态C 的过程为等压变化，由盖—吕萨克定律得V B T B ＝V C T C，V B <V C ，故T B <T C .选项C 正确．2.答案 AD解析 由题意知，气体由状态①到状态②的过程中，温度不变，体积增大，根据pV T＝C 可知压强将减小．对A 图象进行分析，p －V 图象是双曲线，即等温线，且由状态①到状态②，气体体积增大，压强减小，故A 项正确；对B 图象进行分析，p －V 图象是直线，气体温度会发生变化，故B 项错误；对C 图象进行分析，可知气体温度不变，但体积减小，故C 项错误；对D 图象进行分析，可知气体温度不变，压强减小，故体积增大，故D 项正确． 3.答案 AC4．答案 D解析 根据p －V 、p －T 、V －T 图象的物理意义可以判断，其中D 反映的是理想气体经历了等温变化→等压变化→等容变化，与题意不符．5．答案 C解析 根据玻意耳定律：p 0V 0＝p ′(V 0＋nV 1)n ＝p 0V 0－p ′V 0p ′·V 1＝150×20－10×2010×5＝56(瓶) 6．答案 D解析 初态V 1＝V ，T 1＝280 K末态V 2＝V ＋ΔV ，T 2＝320 K由盖—吕萨克定律得：V 1T 1＝V 2T 2又m 余m 原＝V V ＋ΔVm 余m 原＝T 1T 2＝787.答案 C解析 由题图可知，p a ＝p 0，p b ＝p c ＝2p 0，T a ＝300 K ，T c ＝600 K ，t b ＝2t a ＝54 ℃，T b ＝327 K ； 由理想气体状态方程得V a ＝CT a p a ＝300 K·C p 0，V c ＝CT c T c ＝300 K·C p 0，则V a ＝V c ，由理想气体状态方程可知V b ＝p a V a T b p b T a ＝p 0×327V a 2p 0×300＝109200V a，故A 、B 、D 错误，C 正确． 8．答案 (1)20 (2)2.7 atm解析 (1)由玻意耳定律得：p 1(V ＋n ·ΔV )＝p 2V代入数据解得n ＝20(次)(2)由查理定律得：p 2T 2＝p 3T 3p 3＝T 3T 2·p 2≈2.7 atm.9．答案 C解析 设玻璃瓶的容积是V ，抽气机的容积是V 0，气体发生等温变化，由玻意耳定律可得pV ＝45p (V ＋V 0)，V 0＝14V ，设抽n 次后，气体压强变为原来的256625， 由玻意耳定律可得：抽一次时：pV ＝p 1(V ＋V 0)，p 1＝45p ， 抽两次时：p 1V ＝p 2(V ＋V 0)，p 2＝(45)2p ， 抽n 次时：p n ＝(45)n p ，又p n ＝256625p ，则n ＝4，C 正确． 10．答案 12解析 用如图所示的方框图表示思路．由V 1→V 2：p 1V 1＝p 2V 2，V 2＝p 1V 1p 2＝130×4010L ＝520 L ， 由(V 2－V 1)→V 3：p 2(V 2－V 1)＝p 3V 3，V 3＝p 2(V 2－V 1)p 3＝10×4801L ＝4 800 L ， 则V 3400 L＝12(天)． 11．答案 (1)4×104 Pa (2)见解析图解析 (1)根据理想气体状态方程：p A V A T A ＝p D V D T D则p A ＝p D V D T A V A T D ＝2×104×4×2×1021×4×102Pa ＝4×104 Pa. (2)A →B 是等容变化由查理定律得p A T A ＝p B T B， p B ＝T B T A p A ＝8×1022×102×4×104 Pa ＝1.6×105 Pa B →C 是等温变化由玻意耳定律得p B V B ＝p C V C ，p C ＝p B V B V C ＝1.6×105×14Pa ＝4×104 Pa C →D 是等容变化p D ＝2×104 Pa ，T D ＝4×102 Kp －T 图象及A 、B 、C 、D 各个状态如图所示．12．答案 (1)3.2×107 Pa (2)1.6×108 Pa解析 (1)设初始时每瓶气体的体积为V 0，压强为p 0；使用后瓶中剩余气体的压强为p 1.假设体积为V 0、压强为p 0的气体压强变为p 1时，其体积膨胀为V 1.由玻意耳定律得：p 0V 0＝p 1V 1① 被压入炉腔的气体在室温和p 1条件下的体积为：V 1′＝V 1－V 0②设10瓶气体压入完成后炉腔中气体在室温下的压强为p 2，体积为V 2， 由玻意耳定律：p 2V 2＝10p 1V 1′③联立①②③式并代入题给数据得：p 2＝3.2×107 Pa ④(2)设加热前炉腔的温度为T 0，加热后炉腔的温度为T 1，气体压强为p 3，由查理定律得：p 3T 1＝p 2T 0⑤ 联立④⑤式并代入题给数据得：p 3＝1.6×108 Pa.13．答案 20 L 2×105 Pa解析 p 1＝p 0＝1×105 PaV 1＝V 0＋30 L ＝40 L由玻意耳定律：p 1V 1＝p 2V 2设容积与球内气体压强的比值为k ，则气球V 0＝k ·p 0V 2＝k ·p 2联立解得p 2＝2×105 Pa ，V 2＝20 L.。

高中物理之求解气体变质量问题的方法在利用气体的状态方程解题时，每个方程的研究对象都是一定质量的理想气体，但是在有些问题中，气体的质量可能是变化的。

下面来谈谈求解这类问题的方法。

一、恰当选取研究对象，将“变质量问题”转化为“定质量问题”运用理想气体状态方程解决问题时，首先要选取一定质量的理想气体作为研究对象。

对于状态发生变化过程中，气体质量发生变化的问题，如充气，漏气等，如何选择适当的研究对象，将成为解题的关键。

图1（a）例1、如图1（a）所示，一容器有孔与外界相通，当温度由300K升高到400K对，容器中溢出的气体质量占原来的百分之几？解法一：选取气体温度为300K时容器中的气体作为研究对象，当温度升高后，有一部分气体溢出，我们假设溢出的部分被一个“没有弹性可以自由扩张的气囊”装着，如图1（b）。

这样，当气体温度升高后，容器中的气体与“囊”中的气体质量之和便与初始状态相等。

于是，将“变质量问题”转化成了“定质量问题”。

由于本题压强未发生变化，状态参量列出如下：初状态：末状态：由盖吕萨克定律可知：得，则溢出的气体质量与原来总质量之比为：。

图1（c）解法二：选取气体温度为400K时容器中剩余的气体作为研究对象。

设所选对象在300K时的体积为，如图1（c）示。

以温度为300K时所选对象的状态为初状态，以温度为400K 时所选对象的状态为末状态，则：初状态：末状态：由盖吕·萨克定律可知：，说明最后剩余部分气体，在温度为300K时占总体积的75%，则溢出部分的气体占原来总质量的25%。

二、利用理想气体状态方程的推论，求解“变质量问题”一定质量的理想气体（），若分成n个状态不同的部分，则。

在利用此推论求解“变质量问题”时，要注意初状态的气体质量与末状态的各部分气体质量之和相等。

例2、潜水艇的贮气筒与水箱相连。

当贮气筒中的空气压入水箱后，水箱便排出水，使潜水艇浮起。

某潜水艇贮气筒的容积是，贮有压强为的压缩空气。

8.1 气体的等温变化学习目标1．了解玻意耳定律的内容、表达式及适用条件。

2．了解p－V图象的物理意义。

重点：1．掌握玻意耳定律的内容和公式。

2．理解气体等温变化的p－V图象的物理意义。

难点：1．理解气体等温变化的p－V图象的物理意义。

2．会用玻意耳定律计算有关的问题。

知识点一、等温变化1．气体的状态和状态参量：用以描述气体宏观性质的物理量，叫状态参量。

对于一定质量的某种气体来说，描述其宏观性质的物理量有温度、体积、压强三个。

（1）体积：指气体分子所能达到的空间，即气体所能充满的容器的容积。

（2）温度：从宏观角度看表示物体的冷热程度。

从微观角度看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。

（3）压强：垂直作用于容器壁单位面积上的压力。

单位：帕Pa。

2．气体的状态由状态参量决定，对一定质量的气体来说，当三个状态参量都不变时，我们就说气体的状态一定，否则气体的状态就发生了变化。

对于一定质量的气体，压强、温度、体积三个状态参量中只有一个量变而其他量不变是不可能的，起码其中的两个量变或三个量都发生变化。

3．等温变化：一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积变化时的关系。

【题1】下列过程可能发生的是A．气体的温度变化，但压强、体积保持不变B．气体的温度、压强保持不变，而体积发生变化C．气体的温度保持不变，而压强、体积发生变化D．气体的温度、压强、体积都发生变化【答案】CD【解析】p、V、T三个量中，可以两个量发生变化，一个量恒定；也可以三个量同时发生变化；一个量变化的情况是不存在的，故C、D选项正确。

【题2】（多选）一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量中发生改变的有A．分子的平均速率B．单位体积内的分子数C．气体的压强D．分子总数【答案】BC【解析】温度不变，对于一定质量的气体，分子的平均动能不变，分子的平均速率也不会变；但体积和压强可以发生变化，故选B、C。

知识点二、实验：探究等温变化的规律1．实验器材：如图所示，有铁架台，带压力表的注射器、铁夹等。

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作应用理想气体状态方程解题复习导入新课：复述应用理想气体状态方程解题的一般步骤。

一、动态问题：尝试求解下面的二个例题，并分析共同点。

例1、如图所砂，一端封闭粗细均匀的直玻璃管下端插入水银槽，管内水银柱上方有空气，若把玻璃管再稍向上提，管口仍示离开水银面，则管内外水银术的高度差h和封闭气体的压强P的变化是A、h增大，P增大B、h增大，P减小C、h变小，P增大D、h变小，P减小例2、如图所示，开口向下的竖直玻璃管的末端有一段水银柱，当玻璃管从竖直位置转过450时，开口端的水银柱将A、从管的开口端流出一部分B、不发生变化C、沿着管子向上移动一段距离D、无法确定其变化情况小结：自己总结此种类型题目的解题方法是：二、变质量问题的分析例3、贮气筒内压缩气体的温度是270C，压强是20atm，从筒内放出一半质量的气体后，并使筒内剩余气体的温度降到120C，问剩余气体的压强为多大？点拨：通过巧妙地选择合适的研究对象，使这类问题转化为一定质量的气体问题。

小结：总结此类题目的分析方法。

拓展：此类分析思想还有如打气问题、抽气问题、漏气问题等。

针对练习：钢瓶内装有3kg气体，当温度是-230C时，压强为4atm，如果用掉1kg后并把温度升高到270C，求此时钢瓶内气体的压强。

当堂练习：1、如图所示，容器A的体积是B的体积的2倍用带阀门K的细管相连通，K关闭时A贮存100atm270C理想气体，B中贮存有30C的同种气体，打开K，A中有14的气体进入B中平衡后的温度为150C，试求容器B中原气体的压强。

2、某容积为20L的氧气瓶装有30atm的氧气，现把氧气分装到容积为5L的小说钢瓶中，使每个小钢瓶中氧气的压强为5atm，若每个钢瓶中原有氧气压强为1atm问能分装多少瓶？3、用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次能把体积为V0、压强为P0的空气打入容器内。

若容器内原有空气的压强为P0，大气过程中温度不变，这打了n次后容器内的气体的压强为多少？。