高一物理 气体性质(一)
【教学结构】
一.气体的状态参量。气体在一定条件下，具有一定的宏观状态。我们用某些物理量来描述气一定质量的某种气体，用气体的压强、体积和温度就可以描述它所处的状态，所以对于一定质量的的状态参量，气体的状态由温度，压强和体积共同决定，对于一定质量的某种气体，当描述它的三的状态，即平衡态，若其中某个状态参量发生变化，必然会导致另外一个或两个状态参量随之发生
1.气体的温度。温度在宏观上表示物体的冷热程度，微观上是分子平均动能的标志。温度有两其符号用“T”表示，单位是开尔文，单位符号“K”实际生活中还常用摄氏温度表示，其符号“t度和摄氏温度的关系是T=273+t。
2.气体的体积。气体的体积等于容器的容积，因为气体分子能够充满整个容器的空间。体积的国
3.气体的压强。气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的，其大小等于气体对容器壁Pa，常用单位有atm、cmHg、mmHg。换算关系是1atm=76cmHg=760mmHg=1.01×105Pa。研究气体状态处理方法如下：①研究用液体封闭在静止容积中的气体压强时，就用连通器原理，选取低液面液体气体压强时，选取活塞或气缸为研究对象，进行受力分析，列平衡方程求解。③研究容器加速运动对象，进行受力分析，根据牛顿第二定律列方程求解。
二.气体的三个实验定律
1.气体的等温变化，玻一马定律。一定质量的气体，在温度不变时，压强随体积而变化，这种律是玻一马定律。内容是：一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积或反比。表达化规律还可以用等温图线表示。在P—V图中，等温图线是双曲线在第Ⅰ象限的一个分支，如图1等温变化时，温度越高，等温线距坐标轴越远，图1中，两条等温线的温度关系是t1＞t2。
2.气体的等容变化，查理定律。一定质量的气体在体积不变时，压强随温度而变化，这种变化用摄氏温标表示温度时，查理定理内容是，一定质量的气体，在保持体积不变的情况下，温度升高在0℃时压强的1/273。表达式为Pt=P0+(1+1/273)。用绝对温标表示温度时，查理定律内容是：一
热力学温度成正比。表达
式为。气体的等容变化表现也可用等容线表示，如图2所示，P—t图中的等温线是一
中直线在P轴上的截距P0是气体在0℃时的压强。等容线的斜率表示气体保持不变的体积大小的关时体积V1＞V2。如图3所示，P—T图中的等容线是一条延长线过原点的倾斜直线。等容线斜率越小＞V2。
3.气体的等压变化，盖·吕萨克定律，一定质量的气体在压强不变时，体积随温度变化而变化循盖·吕萨克定律。用摄氏温标表示温度时，其内容是：一定质量的气体，在保持压强不变情况下体积等于它在0℃时体积的1/273。表达式为Vt=V0(1+1/273)。用热力学温标表示温度时，其内容表体积与热力学温度成正比，表达式为
。V—t图中的等压线如图4所示，斜率越小，压强
压线如图5所示，斜率越小，压强越大，气体等压时的压强P1＞P2。
【解题点要】
例1.如图6所示，粗细均匀的U型管的A端是封闭的，B端开口向下，两管中水银面高度差封闭气体的压强。
分析解答：这是求静止液体封闭气体的压强问题，可应用连通器原理，选取液片平衡法确定封对象，根据连通器原理，在B管中与A管液面相平处的压强与A管内压强PA相等，所以B管内中压力P0S平衡。即：(PA+Ph)S=P0S, PA=P0－Ph=76－20=56(cmHg)
点评：正确分析和计算气体的压强，是运用三个实验定律和气态方程解决气体问题的关键，求低液面列平衡方程求解。
例2.如图7所示，A、B两个固定的气缸，缸内气体均被活塞闭着，A缸内活塞的面积是B缸内连接，当大气压强为P0，A缸内气体压强为1.5P0时，两个活塞恰好静止不动，不计活塞与缸壁间
分析解答：这是一个典型的活塞封闭气体平衡问题。一定质量的气体被静止的活塞封闭住时，同轻杆为研究对象，其受到水平向右的力(PASA+P0SB)，和水平向左的力(P0SA+PBSB)，活塞静止，水平
B缸中气体压强为：
例3.如图8(1)所示，上端封闭，下端开口的竖直玻璃管，管内有一段长为h的水银柱将一定加速上升，当水银柱与玻璃管保持相对静止时，求管内空气柱的压强。(已知大气压强为P0，水银
分析解答：当封闭气体的水银柱(或活塞)与气体一起加速运动时，要以水银柱(或活塞)为研究压强。本题选水银柱为研究对象，它与玻璃管具有共同的加速度a，设玻璃管的内横截面积为S，所示，根据牛顿第二定律有
P=P0－
。
例4.如图9所示。将一端封闭的玻璃管插入水银槽中，内封一定质量的气体，若将管略压下一 A.玻璃管内气体体积将增大 B.玻璃管内气体体积将减小
C.管内外水银面高度差减小 D.管内外水银面高度差增大
分析解答：以试管中封闭的气体为研究对象，在温度不变的条件下，将玻璃管略向下压，封闭变化。设气体体积不变，则管内水银面将下降，h减少。根据封闭气体压强
，P将增大
少，管内水银面将上升。B选项正确。由于管内气体压强增大，h将比原来的值减少，管内外水银
点评：对于一定质量的气体，温度不变时而压强体积同时发生变化时，可选假定压强或体积中