2023年初中物理熱學(xué)知識(shí)點(diǎn)：氣體

氣體

1.氣體的狀態(tài)參量

(1)溫度：溫度在宏觀上表示物體的冷熱程度;在微觀上是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。

熱力學(xué)溫度是國(guó)際單位制中的基本量之一，符號(hào)T，單位K(開爾文);攝氏溫度是導(dǎo)出單位，符號(hào)t，單位℃(攝氏度)。關(guān)系是t=T-T0，其中T0=273.15K

兩種溫度間的關(guān)系可以表示為：T=t+273.15K和ΔT=Δt，要注意兩種單位制下每一度的間隔是相同的。

0K是低溫的極限，它表示所有分子都停止了熱運(yùn)動(dòng)。可以無限接近，但永遠(yuǎn)不能達(dá)到。

氣體分子速率分布曲線:

圖像表示：擁有不同速率的氣體分子在總分子數(shù)中所占的百分比。圖像下面積可表示為分子總數(shù)。

特點(diǎn)：同一溫度下，分子總呈“中間多兩頭少”的分布特點(diǎn)，即速率處中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比較小;溫度越高，速率大的分子增多;曲線極大值處所對(duì)應(yīng)的速率值向速率增大的方向移動(dòng)，曲線將拉寬，高度降低，變得平坦。

(2)體積:氣體總是充滿它所在的容器，所以氣體的體積總是等于盛裝氣體的容器的容積。

(3)壓強(qiáng):氣體的壓強(qiáng)是由于大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的。

(4)氣體壓強(qiáng)的微觀意義：大量做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的氣體分子對(duì)器壁頻繁、持續(xù)地碰撞產(chǎn)生了氣體的壓強(qiáng)。單個(gè)分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力。所以從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看，氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。

(5)決定氣體壓強(qiáng)大小的因素：

①微觀因素：氣體壓強(qiáng)由氣體分子的密集程度和平均動(dòng)能決定：

A.氣體分子的密集程度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)越大，在單位時(shí)間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多;

B.氣體的溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能變大，每個(gè)氣體分子與器壁的碰撞(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就大;從另一方面講，氣體分子的平均速率大，在單位時(shí)間里撞擊器壁的次數(shù)就多，累計(jì)沖力就大。

②宏觀因素：氣體的體積增大，分子的密集程度變小。在此情況下，如溫度不變，氣體壓強(qiáng)減小;如溫度降低，氣體壓強(qiáng)進(jìn)一步減小;如溫度升高，則氣體壓強(qiáng)可能不變，可能變化，由氣體的體積變化和溫度變化兩個(gè)因素哪一個(gè)起主導(dǎo)地位來定。

2.氣體實(shí)驗(yàn)定律

3.對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋

(1)玻意耳定律的微觀解釋

一定質(zhì)量的理想氣體，分子的總數(shù)是一定的，在溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能保持不變，氣體的體積減小到原來的幾分之一，氣體的密集程度就增大到原來的幾倍，因此壓強(qiáng)就增大到原來的幾倍，反之亦然，所以氣體的壓強(qiáng)與體積成反比。

(2)查理定律的微觀解釋

一定質(zhì)量的理想氣體，說明氣體總分子數(shù)N不變;氣體體積V不變，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變;當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，說明分子的平均動(dòng)能增大，則單位時(shí)間內(nèi)跟器壁單位面積上碰撞的分子數(shù)增多，且每次碰撞器壁產(chǎn)生的平均沖力增大，因此氣體壓強(qiáng)p將增大。

(3)蓋·呂薩克定律的微觀解釋

一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能增大;要保持壓強(qiáng)不變，必須減小單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)，即增大氣體的體積。

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