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第三节 气体实验定律的微观解释
第二章 气体、液体和固体
【旧课回顾】
1.气体实验定律
(1)玻意耳定律：在T不变时，压强与体积成反比，即＿＿＿＿＿；
(2)査理定律：在V不变时，压强与热力学温度成正比，即＿＿＿；
(3)盖-吕萨克定律：在p不变时，体积与热力学温度成正比，即＿＿＿。
p1V1=p2V2
1.不同条件下，气体状态参量(p、V、T)发生变化，遵循什么规律呢？
2. 这些实验定律的适用范围是什么？
【提出问题】
一、气体压强的微观解释
1.微观解释：气体对容器的压强是大量气体分子
频繁地＿＿器壁而产生的＿＿＿＿，大小等于大量
气体分子作用在器壁单位面积上的＿＿＿＿＿。
2.影响因素：
(1)温度：温度越高，气体分子的平均速率越＿，
气体的压强越＿；
(2)体积：体积越小，气体分子的密集程度越＿，气体的压强越＿。
碰撞
宏观效果
平均作用力
大
大
大
大
二、气体实验定律的微观解释
1.玻意耳定律：一定质量的气体，温度保持不变时，气体分子热运动的＿＿＿＿一定。
(1)若气体体积减小，分子的＿＿＿＿增大，气体压强＿＿；
(2)若气体体积增大，分子的＿＿＿＿减小，气体压强＿＿。
2.查理定律：一定质量的气体，体积保持不变时，气体分子的＿＿＿＿保持不变。
(1)若气体温度升高，分子做热运动的＿＿＿＿增大，气体压强＿＿；
(2)若气体温度降低，分子做热运动的＿＿＿＿减小，气体压强＿＿。
平均速率
密集程度
增大
密集程度
减小
密集程度
平均速率
增大
平均速率
减小
3.盖－吕萨克定律：一定质量的气体，温度升高时，分子的＿＿＿＿增大，只有气体的体积同时＿＿，使分子的＿＿＿＿减小，才能保持压强＿＿。
二、气体实验定律的微观解释
平均速率
增大
密集程度
不变
【讨论交流】
有人做过这样一个实验：在1个标准大气压下，取空气、氢气、一氧化碳和二氧化碳各1dm3，分别将它们等温压缩至其压强均为2个标准大气压，测其体积，计算pV的乘积，结果如表所示。
气体 空气 氢气 一氧化碳 二氧化碳
pV 0.99977 1.00028 0.99974 0.99720
观察表中数据，实际气体压缩过程是否严格遵循气体实验定律？
三、理想气体
1.定义：在任何温度和任何压强下都＿＿＿＿气体实验定律的气体被称为理想气体。
2.特点：理想气体是对实际气体的一种理想化的简化模型。
(1)理想气体严格遵循＿＿＿＿＿＿及＿＿＿＿；
(2)理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比＿＿＿＿，分子视为＿＿；
(3)理想气体分子之间除了碰撞外，无＿＿＿＿＿，无＿＿＿＿，但有＿＿＿＿；
(4)理想气体内能只由气体的＿＿决定，与气体的体积＿＿。
严格遵循
气体实验定律
状态方程
忽略不计
质点
相互作用力
分子势能
分子动能
温度
无关
四、理想气体状态方程
1.推导：一定质量的理想气体，它在状态1时压强、热力学温度、体积三个状态参量的值分别为p1、T1 、V1，当它的三个状态参量都发生变化达到状态3时，三个状态参量的值分别为 p3、T3 、V3，
则状态1和状态3的状态参量间有何关系？
由状态1到状态2，属等容过程，有＿＿＿＿＿；
由状态2到状态3，属等温过程，有＿＿＿＿＿；
把代入＿＿＿、＿＿＿＿，消去＿＿，得＿＿＿＿＿＿。
V2＝V1
T2＝T3
p2
四、理想气体状态方程
2.内容：一定质量的某种理想气体，在从某一状态变化到另一状态时，尽管p、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持＿＿。
3.公式：＿＿＿＿＿或＿＿＿＿。
【说明】恒量C与p、V、T＿＿，由理想气体的＿＿和＿＿决定，即由理想气体的＿＿＿＿决定。
不变
无关
质量
种类
物质的量
【课堂练习】
1.关于气体压强，以下理解不正确的是(　　 )
A.从宏观上讲，气体的压强就是单位面积的器壁所受压力的大小
B.从微观上讲，气体的压强是大量的气体分子无规则运动不断撞击器壁产生的
C.容器内气体的压强是由气体的重力所产生的
D.压强的国际单位是帕斯卡，1Pa＝1N/m2
C
【课堂练习】
2.压强的微观原因是气体分子对容器壁的作用。关于气体的压强，下列说法正确的是( )
A.气体压强的大小只与分子平均动能有关
B.单位体积内的分子数越多，分子平均速率越大，压强就越大
C.一定质量的气体，体积越小，温度越高，压强就越小
D.气体膨胀对外做功且温度降低，气体的压强可能不变
B
【课堂练习】
3.一定质量的理想气体，初状态是(p0、V0、T0)，经过一个等压过程，温度升高到3T0/2，再经过一个等容变化，压强减小到p0/2，则气体最后的状态是( )
A. 3p0/4，3V0/2，3T0/2 B. p0/2，3V0/2，3T0/4
C. p0/2，V0，T0/2 D.以上答案均不对
B
【课堂练习】
4.如图所示，一定质量的理想气体，由状态A沿直线AB变化到B，在此过程中，则状态A、状态C、状态B的温度之比是( 　)
A. 1∶2∶3
B. 3∶4∶3
C. 3∶2∶1
D. 1∶1∶1
V/L
1
2
3
1
2
3
0
p/atm
A
B
C
B
【课堂练习】
5.如图所示，表示一定质量的气体的状态由A经B到C回到A的图象，其中AB延长线通过坐标原点，BC和AC分别与T轴和V轴平行，则下列描述正确的是(　 　)
A. A→B过程气体压强增加
B. B→C过程气体压强不变
C. C→A过程气体分子密度减小
D. A→B过程气体分子平均动能增加
D
【课堂练习】
6.一定质量的理想气体，状态变化由a到b到c，其p－t图中直线ab平行p坐标轴(t为摄氏温标)，直线bc通过坐标原点，三状态的体积分别为Va、Vb、Vc，则根据图象可以判定(　　)
A. Va>Vb B. Va＝Vb
C. Vb>Vc D. Vb＝Vc
C
【课堂练习】
7.如图所示，三支粗细相同的玻璃管，中间都用一段水银柱封住温度相同的空气柱，且V1＝V2>V3，h1A.丙管
B.甲管和乙管
C.乙管和丙管
D.三管中水银柱上移一样多
B
【课堂练习】
8.一定质量的某种理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图所示。若状态D的压强为104Pa，状态A的压强是多少
解：
由图象可知，
VA =1 m 3，TA =200K
VD =3 m 3，T D=400K ， pD = 104 Pa
由理想气体状态方程，得
则状态A的压强

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