第一章分子動(dòng)理論

1分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容

第1課時(shí)物體是由大量分子組成的

一、阿伏加德羅常數(shù)

1.物體是由大量分子組成的.

2.阿伏加德羅常數(shù)

（1）定義：1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個(gè)數(shù)量用阿伏加德羅常數(shù)表示.

⑵大小：NA=6.02X1（）23mol1.

3.與阿伏加德羅常數(shù)相關(guān)的物理量

宏觀量：摩爾質(zhì)量M、摩爾體積Vmol、物質(zhì)的質(zhì)量加、物質(zhì)的體積V、物質(zhì)的密度0；

微觀量：?jiǎn)蝹€(gè)分子的質(zhì)量加0、單個(gè)分子的體積人、分子直徑d

其中密度"=$=蕓，但是切記2=胃是沒(méi)有物理意義的.

4.微觀量與宏觀量的關(guān)系

⑴分子質(zhì)量：欣=寮=管-

（2）分子體積：%=及=忌（適用于固體和液體，對(duì)于氣體，%表示每個(gè)氣體分子所占空間的體積）

（3）物質(zhì)所含的分子數(shù)：N=nN人=部A=J~NA=一0%,雁=整,NA.

/以VmolPVmol/以

二、兩種分子模型

1.球體模型：固體和液體可看作一個(gè)一個(gè)緊挨著的球形分子排列而成,忽略分子間空隙，如圖甲所示.

16Vo3

球狀模型直徑d=\斌（人為分子體積X常用于固體和液體）

2.立方體模型：立方體模型邊長(zhǎng)〃=的=土素（常用于氣體）（Vo為每個(gè)氣體分子所占據(jù)空間的體積）.

氣體分子間的空隙很大，把氣體分成若干個(gè)小立方體，氣體分子位于每個(gè)小立方體的中心，每個(gè)小立方體是

每個(gè)氣體分子平均占有的活動(dòng)空間，忽略氣體分子的大小.對(duì)于氣體分子，4=我的值并非氣體分子的大小，

而是兩個(gè)相鄰的氣體分子之間的平均距離.

3.微觀量估算的三點(diǎn)注意⑴微觀量的估算應(yīng)利用阿伏加德羅常數(shù)的橋梁作用，依據(jù)分子數(shù)N與摩爾數(shù)〃之間的

關(guān)系N=〃WA,并結(jié)合密度公式進(jìn)行分析計(jì)算.（2）注意建立正方體分子模型或球狀分子模型.（3）對(duì)液體、固體

物質(zhì)可忽略分子之間的間隙；對(duì)氣體物質(zhì)，分子之間的距離遠(yuǎn)大于分子的大小，氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常

數(shù)的比值不等于氣體分子的體積，僅表示一個(gè)氣體分子平均占據(jù)的空間大小.

第2課時(shí)分子熱運(yùn)動(dòng)和分子間的作用力

一、分子熱運(yùn)動(dòng)

1.擴(kuò)散

(1)定義：不同種物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象.相互接觸的物體分子彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象.

(2)產(chǎn)生原因：擴(kuò)散現(xiàn)象并不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的.

(3)意義：擴(kuò)散現(xiàn)象是物質(zhì)分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的證據(jù)之一.

(4)氣體物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象最顯著；常溫下物質(zhì)處于固態(tài)時(shí)擴(kuò)散現(xiàn)象不明顯.

(5)擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生的顯著程度與物質(zhì)的溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著，這表明溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)得越

劇烈.

(6)分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)①永不停息；②無(wú)規(guī)則.

(7)應(yīng)用：生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)，在高溫條件下通過(guò)分子的擴(kuò)散，在純凈半導(dǎo)體材料中摻入其他元素.

2.布朗運(yùn)動(dòng)

(1)定義：懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).

(2)微粒的大?。鹤霾祭蔬\(yùn)動(dòng)的微粒是由許多分子組成的固體顆粒而不是單個(gè)分子.其大小直接用人眼觀察不到，

但在光學(xué)顯微鏡下可以看到(其大小在lO^m的數(shù)量級(jí)).

(3)布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因：液體分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不斷地撞擊微粒.如圖，懸浮的微粒足夠小時(shí)，來(lái)自

各個(gè)方向的液體分子撞擊作用力不平衡，在某一瞬間，微粒在某個(gè)方向受到的撞擊作用較強(qiáng)，在下一瞬間，微粒

受到另一方向的撞擊作用較強(qiáng)，這樣，就引起了微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).液體中的微粒越小，在某一瞬間跟它相撞的

液體分子數(shù)越少，撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越明顯，并且微粒越小，它的質(zhì)量越小，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易被改變，

布朗運(yùn)動(dòng)越明顯.

(4)實(shí)質(zhì)及意義：布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)是由液體分子與懸浮微粒間相互作用引起的，間接反映了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).

(5)影響因素

①懸浮的微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯.②溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈.

3.熱運(yùn)動(dòng)

(1)定義：分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).

(2)溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志.分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度雖然受到溫度影響，溫度高分子熱運(yùn)動(dòng)快，溫度

低分子熱運(yùn)動(dòng)慢，但分子熱運(yùn)動(dòng)永遠(yuǎn)不會(huì)停息.

(3)分子的“無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)”，是指由于分子之間的相互碰撞，每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)論是方向還是大小都在不斷

地變化.

(4)熱運(yùn)動(dòng)是對(duì)于大量分子的整體而言的，對(duì)個(gè)別分子無(wú)意義.

4.擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的比較

現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)

活動(dòng)主體分子固體微小顆粒分子

觀察難易程度可以在顯微鏡下看到，肉眼看不到在顯微鏡下看不到

分子的運(yùn)動(dòng)，發(fā)生在固

是比分子大得多的顆粒的運(yùn)動(dòng)，只是分子的運(yùn)動(dòng)，不能通過(guò)光

區(qū)別體、液體、氣體任何兩種

能在液體、氣體中發(fā)生學(xué)顯微鏡直接觀察到

物質(zhì)之間

共同點(diǎn)①無(wú)規(guī)則；②永不停息；③溫度越高越激烈

擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)都反映了分子做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)；周圍液體(或氣體)分子的熱運(yùn)動(dòng)是布

聯(lián)系

朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因，布朗運(yùn)動(dòng)反映了分子的熱運(yùn)動(dòng)

二、分子間的作用力

1.分子間有空隙

(1)氣體分子間有空隙：氣體很容易被壓縮，說(shuō)明氣體分子之間存在著很大的空隙.

(2)液體分子間有空隙：水和酒精混合后總體積變小，說(shuō)明液體分子之間存在著空隙.

⑶固體分子間有空隙：壓在一起的金塊和鉛塊，各自的分子能擴(kuò)散到對(duì)方的內(nèi)部，說(shuō)明固體分子之間也存在著

空隙.

2.分子間的作用力

(1)分子間的作用力尸跟分子間距離r的關(guān)系如圖所示.

①當(dāng)時(shí)，分子間的作用力/表現(xiàn)為斥力.

②當(dāng)r=”時(shí)，分子間的作用力尸為0;這個(gè)位置稱為平衡位置.

③當(dāng)r>ro時(shí)，分子間的作用力/表現(xiàn)為引力.

(2)產(chǎn)生原因：由原子內(nèi)部的帶電粒子的相互作用引起的.

3.對(duì)分子間作用力的理解

分子間的作用力是分子引力和分子斥力的合力，且分子引力和分子斥力是同時(shí)存在的.

4.對(duì)分子力與分子間距離變化關(guān)系的理解

(l)ro的意義

分子間距離r=ro時(shí)，引力與斥力大小相等，分子力為零，所以分子間距離等于ro(數(shù)量級(jí)為10r°m)的位置叫平

衡位置.

(2)分子間的引力、斥力和分子力隨分子間距離變化的圖像如圖所示.在廠軸上方，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力;

在廠軸下方，分子間的作用力表現(xiàn)為引力.

①分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小且斥力變化得快.

②實(shí)際表現(xiàn)的分子力是引力和斥力的合力.

③當(dāng)Kro時(shí)，分子力隨分子間距離的增大而減??；當(dāng)＞ro時(shí)，分子力隨分子間距離的增大先增大后減小.

5.外力作用下三種狀態(tài)表現(xiàn)不同的原因

①外力作用下固體很難被壓縮的原因是分子間存在斥力；很難被拉伸的原因是分子間存在引力.

②外力作用下液體很難被壓縮的原因是分子間存在斥力.

③外力作用下氣體很容易被壓縮的原因是分子間有空隙，氣體壓縮到一定程度后較難再被壓縮，是氣體壓強(qiáng)的原

因.

三、分子動(dòng)理論

1.分子動(dòng)理論：把物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)和規(guī)律看作微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)而建立的理論.

2.基本內(nèi)容

(1)物體是由大量分子組成的.

(2)分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).

(3)分子之間存在著相互作用力.

2實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)油酸分子的大小

一、實(shí)驗(yàn)基本技能

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

用油膜法估測(cè)油酸分子的大小.

2.實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測(cè)分子的大小(油酸分子簡(jiǎn)化成球形).當(dāng)把一滴用酒

精稀釋過(guò)的油酸滴在水面上時(shí)，油酸就在水面上散開(kāi)，其中的酒精溶于水中并很快揮發(fā)，在水面上形成一層純油

酸薄膜，如圖所示.

浮在水面上的爽身粉

水面上形成一塊油膜

實(shí)驗(yàn)中如果算出一定體積的油酸在水面上形成的單分子油膜的面積S,即可算出油酸分子的大小，直徑

3.實(shí)驗(yàn)器材

清水、酒精、油酸、量筒、淺盤(邊長(zhǎng)約30?40cm)、注射器(或滴管)、玻璃板(或有機(jī)玻璃板)、彩筆、爽身

粉(石膏粉)、坐標(biāo)紙、容量瓶(500mL).

4.實(shí)驗(yàn)過(guò)程

(1)往邊長(zhǎng)約為30?40cm的淺盤里倒入約2cm深的水，然后將爽身粉或石膏粉均勻地撒在水面上.

(2)用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)增加1mL時(shí)的滴數(shù).

(3)用注射器或滴管將事先配制好的酒精油酸溶液滴在水面上一滴，油酸就在水面上散開(kāi)，其中的酒精溶于

水中，并很快揮發(fā)，在水面上形成如圖所示形狀的一層純油酸薄膜.

:Tmmoocrd

水面上單分子油膜的示意圖

(4)待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的有機(jī)玻璃板放在淺盤上，然后將油酸薄膜的形狀用彩筆畫在

玻璃上.

(5)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S求面積時(shí)以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1cm的

正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè).

(6)根據(jù)配制的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V.

(7)根據(jù)一滴油酸的體積V和薄膜的面積S,即可算出油酸薄膜的厚度，即油酸分子的大小.

二、規(guī)律方法總結(jié)

1.數(shù)據(jù)處理

在實(shí)驗(yàn)中，由計(jì)算分子的直徑，“V”是經(jīng)過(guò)換算后一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積.各物理量的計(jì)

算方法如下：

(1)一滴油酸酒精溶液的體積

=上嗽為滴數(shù)，)

1

—R1Vs2為N滴油酸酒精溶液的體積)

(2)一滴油酸酒精溶液中純油酸所占體積

體積山為純油酸體積，)

VX普為油酸酒精溶液的總體積

(3)油酸薄層的面積S=nRn為有效格數(shù)，a為小格的邊長(zhǎng)).

(4)分子直徑d=^.

(5)注意單位的統(tǒng)一和有效數(shù)字的保留.

2.誤差分析

(1)油酸酒精溶液的實(shí)際濃度和理論值間存在偏差.

(2)一滴油酸酒精溶液的實(shí)際體積和理論值間存在偏差.

(3)油酸在水面上的實(shí)際分布情況和理想中的“均勻”“單分子純油酸層”間存在偏差.

(4)采用“互補(bǔ)法”(即不足半個(gè)舍去，大于半個(gè)的算一個(gè))計(jì)算獲得的油膜面積與實(shí)際的油膜面積間存在偏差.

3.注意事項(xiàng)

(1)在水面上撒爽身粉時(shí)，注意不要觸動(dòng)淺盤中的水.

(2)在有機(jī)玻璃板上描繪輪廓時(shí)動(dòng)作輕而迅速，眼睛視線要始終與玻璃垂直.

(3)油酸酒精溶液配制后不要長(zhǎng)時(shí)間放置，以免改變濃度，產(chǎn)生誤差.

(4)注射器針頭高出水面的高度應(yīng)在1cm之內(nèi).當(dāng)針頭靠水面很近(油酸未滴下之前)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)針頭下方的

粉層已被排開(kāi)，是由針頭中酒精揮發(fā)所致，不影響實(shí)驗(yàn)效果.

(5)待測(cè)油酸面擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓.擴(kuò)散后又收縮，有兩個(gè)原因：第一，水面受油酸滴沖

擊凹陷后又恢復(fù)；第二，酒精揮發(fā)后液面收縮.

(6)當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時(shí)，水從盤的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)邊緣會(huì)殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，

再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔.

(7)從盤的中央加爽身粉，使粉自動(dòng)擴(kuò)散至均勻，這是由于以下兩種因素所致：第一，加粉后水的表面張力

系數(shù)變小，水將粉粒拉開(kāi)；第二，粉粒之間的排斥，這樣做比粉撒在水面上的實(shí)驗(yàn)效果好.

(8)本實(shí)驗(yàn)只要求估算油酸分子的大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)量級(jí)符合要求即可.

3分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律

一、統(tǒng)計(jì)規(guī)律

1.必然事件：在一定條件下必然出現(xiàn)的事件.

2.不可能事件：在一定條件下不可能出現(xiàn)的事件.

3.隨機(jī)事件：在一定條件下可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)的事件.

4.統(tǒng)計(jì)規(guī)律：大量隨機(jī)事件的整體往往會(huì)表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，這種規(guī)律就叫作統(tǒng)計(jì)規(guī)律.

5.對(duì)統(tǒng)計(jì)規(guī)律的理解

(1)個(gè)別事件的出現(xiàn)具有偶然因素，但大量事件出現(xiàn)的機(jī)會(huì)卻遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律.

(2)從微觀角度看，由于物體是由數(shù)量極多的分子組成的，這些分子并沒(méi)有統(tǒng)一的運(yùn)動(dòng)步調(diào)，單獨(dú)來(lái)看，各個(gè)分

子的運(yùn)動(dòng)都是不規(guī)則的，帶有偶然性，但從總體來(lái)看，大量分子的運(yùn)動(dòng)卻有一定的規(guī)律.

二、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

1.氣體分子間的距離很大，大約是分子直徑的10倍左右，通常認(rèn)為除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，氣體分子

不受力的作用，在空間自由移動(dòng).做勻速直線運(yùn)動(dòng).所以氣體沒(méi)有確定的形狀和體積，其體積等于容器的容積.

2.分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無(wú)章，在某一時(shí)刻，向著任何一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子都有，氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)(機(jī)

率)相等.向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目幾乎相等.

3.每個(gè)氣體分子都在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達(dá)到數(shù)百米每秒，在數(shù)量級(jí)上相

當(dāng)于子彈的速率.

4.氣體分子的運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)章、無(wú)規(guī)則的，研究單個(gè)的分子無(wú)實(shí)際意義，我們研究的是大量分子的統(tǒng)計(jì)規(guī)律.

三、分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像

溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈.氣體分子的速率呈“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布.

1.溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈.

2.大量氣體分子速率呈“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布.當(dāng)溫度升高時(shí)，某一分子在某一時(shí)刻它的速率不一定

增加，但大量分子的平均速率一定增加，而且“中間多”的分子速率值增加。當(dāng)溫度升高時(shí)，速率大的分子比例

比較多，平均速率較大.(如圖所示).

四.氣體的分子動(dòng)理論

(1)氣體分子間的作用力：氣體分子之間的距離遠(yuǎn)大于分子直徑，氣體分子之間的作用力十分微弱，可以忽

略不計(jì)，氣體分子間除碰撞外無(wú)相互作用力.

(2)氣體分子的速率分布：表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律.

(3)氣體分子的運(yùn)動(dòng)方向：氣體分子運(yùn)動(dòng)時(shí)是雜亂無(wú)章的，但向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等.

(4)氣體分子的運(yùn)動(dòng)與溫度的關(guān)系：溫度一定時(shí)，某種氣體分子的速率分布是確定的，速率的平均值也是確

定的，溫度升高，氣體分子的平均速率增大，但不是每個(gè)分子的速率都增大.

五、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋

1.氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因：大量氣體分子不斷撞擊器壁的結(jié)果.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，就會(huì)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(lái)看，氣體的壓強(qiáng)等于大量氣

體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力.

2.氣體的壓強(qiáng)：器壁單位面積上受到的壓力.公式：p=(.

3.決定氣體壓強(qiáng)大小的因素

(1)微觀因素：決定于分子的平均動(dòng)能和分子數(shù)密度.

①容器中氣體分子的數(shù)密度有關(guān)：氣體分子數(shù)密度(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，平均作用力也會(huì)較大，氣體壓強(qiáng)就越大.

②與氣體分子的平均速率有關(guān)：氣體的溫度越高，氣體分子的平均速率就越大，每個(gè)氣體分子與器壁碰撞時(shí)(可

視為彈性碰撞)給器壁的沖力就越大；從另一方面講，分子的平均速率越大，在單位時(shí)間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊

的次數(shù)就越多，累計(jì)沖力就越大，氣體壓強(qiáng)就越大.

(2)宏觀因素：決定于氣體的溫度和體積.

①與溫度有關(guān)：體積一定時(shí)，溫度越高，氣體的壓強(qiáng)越大.

②與體積有關(guān)：溫度一定時(shí)，體積越小，氣體的壓強(qiáng)越大.

4.氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)的區(qū)別與聯(lián)系

X氣體壓強(qiáng)大氣壓強(qiáng)

①由于空氣受到重力作用緊緊包圍地球而對(duì)浸在

①因密閉容器內(nèi)的氣體分子的數(shù)密度一般很

它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng).如果沒(méi)有地球引力作

小，由氣體自身重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)極小，可忽略

用，地球表面就沒(méi)有大氣，從而也不會(huì)有大氣壓強(qiáng)

不計(jì)，故氣體壓強(qiáng)由氣體分子碰撞器壁產(chǎn)生

區(qū)別②地面大氣壓強(qiáng)的值與地球表面積的乘積，近似等

②大小由氣體分子的數(shù)密度和溫度決定，與地

于地球大氣層所受的重力值

球的引力無(wú)關(guān)

③大氣壓強(qiáng)最終也是通過(guò)分子碰撞實(shí)現(xiàn)對(duì)放入其

③氣體對(duì)上下左右器壁的壓強(qiáng)大小都是相等的

中的物體產(chǎn)生壓強(qiáng)

聯(lián)系兩種壓強(qiáng)最終都是通過(guò)氣體分子碰』童器壁或碰撞放入其中的物體而產(chǎn)生的

5.求解壓強(qiáng)問(wèn)題常見(jiàn)的四種方法

(1)液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對(duì)象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程，消去面積，

得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等方程，求得氣體的壓強(qiáng).

(2)力平衡法：選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求

得氣體的壓強(qiáng).

(3)等壓面法：在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強(qiáng)相等.

(4)牛頓第二定律法：選取與氣體接觸的液體(或活塞)為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解.

6.常用單位及換算關(guān)系：

①國(guó)際單位制單位：帕斯卡，符號(hào)：Pa,lPa=lN/m2.

②常用單位：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)；厘米汞柱(cmHg).

③換算關(guān)系：1atm=76cmHg=1.013XIO5Pa^l.OX105Pa.

4分子動(dòng)能和分子勢(shì)能

一、分子動(dòng)能

1.分子動(dòng)能：由于分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的能量.

2.單個(gè)分子的動(dòng)能

(1)定義：組成物體的每個(gè)分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此分子具有動(dòng)能.

(2)由于分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，在某時(shí)刻物體內(nèi)部各個(gè)分子的動(dòng)能大小不一，就是同一個(gè)分子，在不同時(shí)刻的動(dòng)

能也可能是不同的，所以單個(gè)分子的動(dòng)能沒(méi)有意義.

3.分子的平均動(dòng)能

(1)定義：物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能的平均值.

(2)決定因素：物體的溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志.溫度升高的物體，分子的平均動(dòng)能增大，但不是每

個(gè)分子的動(dòng)能都增大，個(gè)別分子的動(dòng)能可能減小或不變，但總體上所有分子的動(dòng)能之和一定是增加的.

4.物體的溫度是它的分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志.

5.物體內(nèi)分子的總動(dòng)能

物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是指所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能總和，它等于分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與分子數(shù)的乘積.物體

內(nèi)分子的總動(dòng)能與物體的溫度和所含分子總數(shù)有關(guān).

-總結(jié)提升

由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量一般不同，所以同一溫度下，不同物質(zhì)的分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能相同，但平均速率一般

不同.

二、分子勢(shì)能

1.分子勢(shì)能：由分子間的相對(duì)位置決定的能.

2.分子勢(shì)能Ep隨分子間距離，變化的情況如圖所示.

當(dāng)廠=廠0時(shí)，分子勢(shì)能最小.

3.分子力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系(如圖所示)

但、Ep

O

分子間距離rr=ror>ror<ro

分子力F等于零表現(xiàn)為引力表現(xiàn)為斥力

分子力做功W分子間距增大時(shí)，分子力做負(fù)功分子間距減小時(shí)，分子力做負(fù)功

分子勢(shì)能Ep最小隨分子間距的增大而增大隨分子間距的減小而增大

分子力及分子勢(shì)能圖像

分子力F分子勢(shì)能Ep

產(chǎn)P

°V-；

圖像

/闖力

r<rof隨7■增大而減小，表現(xiàn)為斥力r增大,產(chǎn)做正功，Ep減小

隨分子間距

r>ro廠增大，尸先增大后減小，表現(xiàn)為引力r增大,尸做負(fù)功，穌增大

離

r=ro尸弓i=尸斥，F(xiàn)=0穌最小，但不為零

的變化情況

r>lOro引力和斥力都很微弱，F(xiàn)=0￡p—0

4.分子勢(shì)能的特點(diǎn)

由分子間的相對(duì)位置決定，隨分子間距離的變化而變化.分子勢(shì)能是標(biāo)量，正、負(fù)表示的是大小，具體的值與零

勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān).

5.分子勢(shì)能的影響因素

(1)宏觀上：分子勢(shì)能跟物體的體積有關(guān).

(2)微觀上：分子勢(shì)能跟分子間距離廠有關(guān)，分子勢(shì)能與廠的關(guān)系不是單調(diào)變化的.

三、物體的內(nèi)能

1.物體的內(nèi)能：物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和.任何物體都具有內(nèi)能.

2.內(nèi)能的決定因素

(1)宏觀因素：物體內(nèi)能的大小由物質(zhì)的量、溫度和體積三個(gè)因素決定，同時(shí)也受物態(tài)變化的影響.

(2)微觀因素：物體內(nèi)能的大小由物體所含的分子總數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間的距離三個(gè)因素決定.

3.溫度、內(nèi)能和熱量的比較

(1)溫度宏觀上表示物體的冷熱程度，是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志.

(2)內(nèi)能是物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和.

(3)熱量指在熱傳遞過(guò)程中，物體吸收或放出熱的多少.

4.分析物體內(nèi)能問(wèn)題的四點(diǎn)提醒

(1)內(nèi)能是對(duì)物體的大量分子而言的，不存在某個(gè)分子內(nèi)能的說(shuō)法.

(2)決定內(nèi)能大小的因素為溫度、體積、物質(zhì)的量以及物質(zhì)狀態(tài).

(3)通過(guò)做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能.

(4)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，相同溫度的任何物體，分子的平均動(dòng)能相同.

5.內(nèi)能和機(jī)械能的區(qū)別與聯(lián)系

內(nèi)能機(jī)械能

物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的

定義物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的統(tǒng)稱

總和

對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式微觀分子熱運(yùn)動(dòng)宏觀物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)

跟宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和零勢(shì)能點(diǎn)的選取有

決定因素與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)

關(guān)

常見(jiàn)的能量形式分子動(dòng)能、分子勢(shì)能物體動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能

量值任何物體都有內(nèi)能永遠(yuǎn)不等于零可以為零

測(cè)量無(wú)法測(cè)量可測(cè)量

本質(zhì)微觀分子的運(yùn)動(dòng)和相互作用的結(jié)果宏觀物體的運(yùn)動(dòng)和相互作用的結(jié)果

運(yùn)動(dòng)形式微觀分子熱運(yùn)動(dòng)宏觀物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)

聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，能的總量守恒

5.物態(tài)變化對(duì)內(nèi)能的影響

一些物質(zhì)在物態(tài)發(fā)生變化時(shí)，如冰的熔化、水在沸騰時(shí)變?yōu)樗魵?，溫度不變，此過(guò)程中分子的平均動(dòng)能不變,

由于分子間的距離變化，分子勢(shì)能變化，所以物體的內(nèi)能變化.

本章知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

球體模型

分子模型

物體是由大量分子組成的j立方體模型

231

阿伏加德羅常數(shù)NA=6.Q2X1Omol-

分子動(dòng)理論分子在做永不停息I’實(shí)驗(yàn)依據(jù)：擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)

的基本內(nèi)容〈的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)（分子熱運(yùn)動(dòng)）1運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：分子永不停息地做主趣則運(yùn)動(dòng),溫度越高.運(yùn)動(dòng)越幽

,r<r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為壓力

分子間存在著相互作用力r=r0時(shí),分子間的作用力為Q

r>r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力

實(shí)驗(yàn):用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”=!

（氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

分子動(dòng)，、———，、一，”（分布特點(diǎn)」中間多、兩頭少”

分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像；、re+4-

理論分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律《I溫度越高,分子的平均速率越大

「產(chǎn)生：大量氣體分子不斷撞擊器壁而產(chǎn)生的

（氣體壓強(qiáng)的微觀解鄱分子的平均速率

微觀上

分子的數(shù)密度

決定因素、日如

?-i溫度

宏觀nn上

，體積

分子動(dòng)能：物體的通度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志

分子勢(shì)能：由分子間相對(duì)位置決定

物體的內(nèi)能?

“小一功j所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和

物體內(nèi)能----

'決定因素：物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)

第二章氣體、固體和液體

1溫度和溫標(biāo)

一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)

1.熱力學(xué)系統(tǒng)和外界

(1)熱力學(xué)系統(tǒng)：由大量分子組成的研究對(duì)象叫作熱力學(xué)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱系統(tǒng).

(2)外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體統(tǒng)稱外界.

2.狀態(tài)參量：用來(lái)描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量.常用的狀態(tài)參量有體積K壓強(qiáng)小溫度T等.

3.熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量

(1)體積V：系統(tǒng)的幾何參量，它可以確定系統(tǒng)的空間范圍.

(2)壓強(qiáng)/系統(tǒng)的力學(xué)參量，它可以描述系統(tǒng)的力學(xué)性質(zhì).

(3)溫度T：系統(tǒng)的熱學(xué)參量，它可以確定系統(tǒng)的冷熱程度.

4.平衡態(tài)：在沒(méi)有外界影響的情況下，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量達(dá)到的穩(wěn)定狀態(tài).

5.平衡態(tài)的理解

(1)熱力學(xué)的平衡態(tài)與力學(xué)的平衡態(tài)的意義不同，熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地

做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，只是分子運(yùn)動(dòng)的平均效果不隨時(shí)間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)不受外界的影響，狀態(tài)參量(壓強(qiáng)、體積和

溫度)不隨時(shí)間變化.

(2)平衡態(tài)是一種理想情況，因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)完全不受外界影響是不可能的.

二、熱平衡與溫度

1.熱平衡：兩個(gè)相互接觸的熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，各自的狀態(tài)參量不再變化，說(shuō)明兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了平衡，

這種平衡叫作熱平衡.

2.平衡態(tài)與熱平衡的區(qū)別和聯(lián)系

平衡態(tài)熱平衡

_

研究對(duì)象一個(gè)系統(tǒng)兩個(gè)接觸的系統(tǒng)

區(qū)別

判斷依據(jù)系統(tǒng)不受外界影響，狀態(tài)參量不變兩個(gè)系統(tǒng)的溫度相同

聯(lián)系處于熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)都處于平衡態(tài)

2.熱平衡定律：如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡.

3.熱平衡定律的意義

決定兩個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到了熱平衡的最主要參量是溫度.因?yàn)榛闊崞胶獾奈矬w具有相同的溫度，所以在比較各物

體的溫度時(shí)，不需要將各物體直接接觸，只需將溫度計(jì)分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低.

4.溫度：熱平衡中，表征”共同的熱學(xué)性質(zhì)”的物理量.

5.熱平衡的性質(zhì)：達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度.

6.熱平衡與溫度

(1)對(duì)溫度的理解

①宏觀上，表示物體的冷熱程度.

②微觀上，反映分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度.

③一切達(dá)到熱平衡的物體都具有相同的溫度.

(2)溫度計(jì)的測(cè)溫原理

若物體與A處于熱平衡，它同時(shí)也與B處于熱平衡，則A的溫度等于8的溫度，這就是溫度計(jì)用來(lái)測(cè)量溫度的

基本原理.

三、溫度計(jì)與溫標(biāo)

1.“溫度”含義的兩種說(shuō)法

⑴宏觀角度：表示物體的冷熱程度.

(2)熱平衡角度：兩個(gè)處于熱平衡的系統(tǒng)存在一個(gè)數(shù)值相等的物理量，這個(gè)物理量就是溫度.

(3)微觀上標(biāo)志物體中分子平均動(dòng)能的大小

2.確定一個(gè)溫標(biāo)的方法

(1)選擇一種測(cè)溫物質(zhì).

(2)了解測(cè)溫物質(zhì)用以測(cè)溫的某種性質(zhì).

(3)確定溫度的零點(diǎn)和分度的方法.

3.熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度f(wàn)

⑴攝氏溫標(biāo)f：?jiǎn)挝?。C,一種常用的表示溫度的方法.在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的冰點(diǎn)作為0℃,沸點(diǎn)作為100℃,

在0℃~100℃之間等分100份，每一份表示1℃.

(2)熱力學(xué)溫標(biāo)T；單位K,現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法.熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫熱力學(xué)溫度.用符號(hào)T

表示，單位是開(kāi)爾文，符號(hào)為K.把一273.15°C作為0K.

(3)就每一度表示的冷熱差別來(lái)說(shuō)，兩種溫度是相同的，即AT=At.只是零值的起點(diǎn)不同，所以二者關(guān)系式為T

=r+273.15K.

(4)絕對(duì)零度(0K),是低溫極限，只能接近不能達(dá)到，所以熱力學(xué)溫度無(wú)負(fù)值.

4.常見(jiàn)溫度計(jì)及其原理

名稱原理

水銀溫度計(jì)根據(jù)水銀熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度

金屬電阻溫度計(jì)根據(jù)金屬的電阻隨溫度的變化來(lái)測(cè)量溫度

氣體溫度計(jì)根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化來(lái)測(cè)量溫度

熱電偶溫度計(jì)根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的大小來(lái)測(cè)量溫度

5.溫度計(jì)測(cè)溫原理

一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度.溫度計(jì)與待測(cè)物體接觸，達(dá)到熱平衡，其溫度與待測(cè)物體相同.

2氣體的等溫變化

第1課時(shí)實(shí)驗(yàn)：探究氣體等溫變化的規(guī)律

一、等溫變化

一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，其壓強(qiáng)與體積變化時(shí)的關(guān)系.

二、實(shí)驗(yàn)思路

在保證密閉注射器中氣體的質(zhì)量和溫度不變的條件下，通過(guò)改變密閉注射器中氣體的體積，由壓力表讀出對(duì)應(yīng)氣

體的壓強(qiáng)值，進(jìn)而研究在恒溫條件下氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系.

三、實(shí)驗(yàn)器材

帶鐵夾的鐵架臺(tái)、注射器、柱塞（與壓力表密封連接）、壓力表、橡膠套、刻度尺.

四、物理量的測(cè)量

1.如圖所示組裝實(shí)驗(yàn)器材.

2.利用注射器選取一段空氣柱為研究對(duì)象，注射器下端的開(kāi)口有橡膠套，它和柱塞一起把一段空氣柱封閉.

3.把柱塞緩慢地向下壓或向上拉，讀取空氣柱的長(zhǎng)度與壓強(qiáng)的幾組數(shù)據(jù).空氣柱的長(zhǎng)度/可以通過(guò)刻度尺讀取，

空氣柱的長(zhǎng)度/與橫截面積S的乘積就是它的體積V.空氣柱的壓強(qiáng)p可以從與注射器內(nèi)空氣柱相連的壓力表讀取.

五、數(shù)據(jù)分析

1.作"一丫圖像

以壓強(qiáng)〃為縱坐標(biāo)，以體積丫為橫坐標(biāo)，用采集的各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，繪出等溫曲線，如圖所示.觀察p

—V圖像的特點(diǎn)看能否得出P、V的定量關(guān)系.

2.作廠上圖像

以壓強(qiáng)p為縱坐標(biāo)，以上為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn).如果圖像中的各點(diǎn)位于過(guò)原點(diǎn)的同一條直線上（圖）,

就說(shuō)明壓強(qiáng)p跟飆正比，即壓強(qiáng)與體積成反比.如果不在同一條直線上，我們?cè)賴L試其他關(guān)系.

V

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，其壓強(qiáng)與體積的倒數(shù)成正比.

六、注意事項(xiàng)

1.改變氣體體積時(shí)，要緩慢進(jìn)行.

2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不要用手接觸注射器的外壁.

3.實(shí)驗(yàn)前要在柱塞上涂抹潤(rùn)滑油.

4.讀數(shù)時(shí)視線要與柱塞底面平行.

5.作p—十圖像時(shí)，應(yīng)使盡可能多的點(diǎn)落在直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布于直線兩側(cè)，偏離太大的點(diǎn)應(yīng)舍

棄掉.

第2課時(shí)氣體的等溫變化

等溫變化一玻意耳定律

1.內(nèi)容

一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比.

2.公式0/=。或。1%=。2V2.

3.條件：氣體的質(zhì)量一定，溫度不變.

4.微觀解釋

一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定，在這種情況下，體積減小時(shí)，分子的密集程度增

大，氣體的壓強(qiáng)就增大.

一、封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算

1.取等壓面法

同種液體在同一深度向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等，在連通器中，靈活選取等壓面，利用同一液面壓強(qiáng)相等求解氣體壓

強(qiáng).如圖甲所示，同一液面C、。兩處壓強(qiáng)相等，故PA=PO+%；如圖乙所示，M、N兩處壓強(qiáng)相等，從左側(cè)管

看有為2，從右側(cè)管看，有PB=〃o+為1.

甲乙

2.力平衡法

選與封閉氣體接觸的活塞、汽缸或液體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，由平衡條件列式求氣體壓強(qiáng).

說(shuō)明：容器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可由牛頓第二定律列方程求解.

二、玻意耳定律

1.常量的意義

P1%=P2/=C,該常量C與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關(guān)，對(duì)一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，則常量C越大.

2.應(yīng)用玻意耳定律解題的一般步驟

(1)確定研究對(duì)象，并判斷是否滿足玻意耳定律的條件.

(2)確定初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(pi、Vi；02、V2).

(3)根據(jù)玻意耳定律列方程求解.(注意統(tǒng)一單位)

(4)注意分析隱含條件，作出必要的判斷和說(shuō)明.

特別提醒確定氣體壓強(qiáng)或體積時(shí)，只要初、末狀態(tài)的單位統(tǒng)一即可，沒(méi)有必要都轉(zhuǎn)換成國(guó)際單位制.

三、氣體等溫變化的p-V圖像或p—上圖像

兩種等溫變化圖像

內(nèi)容P-十圖像p—V圖像

PTP

圖像

特點(diǎn)

0匕V0V

一定質(zhì)量的某種氣體，溫度不變時(shí)，pV=恒量，P

一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，P

物理

與丫成反比，與就成正比，在七圖上的等

PEp—與V成反比，因此等溫過(guò)程的P—V圖像是雙曲線

意義

的一支

溫線應(yīng)是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線

一定質(zhì)量的某種氣體，溫度越高，氣體壓強(qiáng)與體

溫度直線的斜率為P與y的乘積，斜率越大，°丫乘積

積的乘積必然越大，在P—V圖上的等溫線就越

高低

越大，溫度就越高，圖中T2>TI

高，圖中丁2>口

3氣體的等壓變化和等容變化

第1課時(shí)氣體的等壓變化和等容變化

一、氣體的等壓變化

1.等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，體積隨溫度變化的過(guò)程.

2.蓋―呂薩克定律

蓋一呂薩克定律及推論

.譚薩.定律匡f.二患或J

、mJ--------

表示一定質(zhì)量的某種氣體從初狀態(tài)(V、7)開(kāi)始發(fā)生等壓變化，其體積的變化量AV與熱力學(xué)溫度的變化量AT成

正比.

(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積V與熱力學(xué)溫度T成正比.

(2)表達(dá)式：V=CT或m=*.推論式：A丫=m?AT.

(3)適用條件：氣體的質(zhì)量和壓強(qiáng)不變.

(4)微觀解釋

一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大.只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程度減小,

才能保持壓強(qiáng)不變.

2.V-T圖像和V-f圖像

一定質(zhì)量的某種氣體，在等壓變化過(guò)程中

(l)v—T圖像：氣體的體積V隨熱力學(xué)溫度T變化的圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，如圖甲所示，且即斜率

越小，壓強(qiáng)越大.

(2)V-r圖像：體積V與攝氏溫度r是一次函數(shù)關(guān)系，不是簡(jiǎn)單的正比例關(guān)系，如圖乙所示，等壓線是一條延長(zhǎng)

線通過(guò)橫軸上一273.15℃的傾斜直線，且斜率越大，壓強(qiáng)越小，圖像縱軸的截距人是氣體在0℃時(shí)的體積.

特別提醒一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，其體積與熱力學(xué)溫度成正比，而不是與攝氏溫度成正比.

3.應(yīng)用蓋一呂薩克定律解題的一般步驟

(1)確定研究對(duì)象，即被封閉的一定質(zhì)量的氣體.

(2)分析被研究氣體在狀態(tài)變化時(shí)是否符合定律的適用條件：質(zhì)量一定，壓強(qiáng)不變.

(3)確定初、末兩個(gè)狀態(tài)的溫度、體積.

(4)根據(jù)蓋一呂薩克定律列式求解.

⑸求解結(jié)果并分析、檢驗(yàn).

二、氣體的等容變化

1.等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)隨溫度變化的過(guò)程.

2.查理定律

查理定律及推論

查理定律.啜譬［手.或一=#7

表示一定質(zhì)量的某種氣體從初狀態(tài)⑦、D開(kāi)始發(fā)生等容變化，其壓強(qiáng)的變化量陽(yáng)與熱力學(xué)溫度的變化量AT成正

比.

(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比.

(2)表達(dá)式：p=CT或堂=筆.推論式：?AT.

(3)適用條件：氣體的質(zhì)量和體積不變.

(4)微觀解釋

一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時(shí)，分子的密集程度保持不變.在這種情況下，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)

能增大,氣體的壓強(qiáng)就增大.

2.p—T圖像和p—/圖像

一定質(zhì)量的某種氣體，在等容變化過(guò)程中

(I)。一T圖像：氣體的壓強(qiáng)p和熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，如圖甲所示，且％<%,即體積

越大，斜率越小.

-273.15O代

乙

(2)°—/圖像：壓強(qiáng)〃與攝氏溫度f(wàn)是一次函數(shù)關(guān)系，不是簡(jiǎn)單的正比例關(guān)系，如圖乙所示，等容線是一條延長(zhǎng)線

通過(guò)橫軸上一273.15°C的傾斜直線，且斜率越大，體積越小.圖像縱軸的截距po是氣體在0℃時(shí)的壓強(qiáng).

特別提醒一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p跟熱力學(xué)溫度7成正比，而不是與攝氏溫度f(wàn)成

正比.

3.應(yīng)用查理定律解題的一般步驟

(1)確定研究對(duì)象，即被封閉的一定質(zhì)量的氣體.

⑵分析被研究氣體在狀態(tài)變化時(shí)是否符合定律的適用條件：質(zhì)量一定，體積不變.

(3)確定初、末兩個(gè)狀態(tài)的溫度、壓強(qiáng).

(4)根據(jù)查理定律列式求解.

⑸求解結(jié)果并分析、檢驗(yàn).

三、p-T圖像與V—7圖像

1.p-T圖像與V—T圖像的比較

V

P4

/P3

圖像

不同點(diǎn)

0T0T

縱坐標(biāo)壓強(qiáng)P體積V

斜率意義斜率越大，體積越小，V4<V3<V2<V1斜率越大，壓強(qiáng)越小，p4Vp3Vp2Vpi

①都是一條通過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線

相同點(diǎn)②橫坐標(biāo)都是熱力學(xué)溫度T

③都是斜率越大，氣體的另外一個(gè)狀態(tài)參量越小

2.分析氣體圖像問(wèn)題的注意事項(xiàng)

(1)在根據(jù)圖像判斷氣體的狀態(tài)變化時(shí)，首先要確定橫、縱坐標(biāo)表示的物理量，其次根據(jù)圖像的形狀判斷各物理

量的變化規(guī)律.

(2)不是熱力學(xué)溫度的先轉(zhuǎn)換為熱力學(xué)溫度.

(3)要將圖像與實(shí)際情況相結(jié)合.

第2課時(shí)理想氣體、氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋

一、理想氣體

1.理想氣體：在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體.

2.理想氣體與實(shí)際氣體

實(shí)際氣體(特別是那些不易液化的氣體)在溫度不太低(不低于零下幾十?dāng)z氏度)、壓強(qiáng)不太大(不超過(guò)大氣壓

的幾倍)時(shí)，可以當(dāng)成理想氣體來(lái)處理.

①理想氣體嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程.

②理想氣體分子本身的大小與分子間的距離相比可忽略不計(jì)，分子不占空間，可視為質(zhì)點(diǎn).它是對(duì)實(shí)際氣體的一

種科學(xué)抽象，是一種理想模型，實(shí)際并不存在.

③理想氣體分子除碰撞外，無(wú)相互作用的引力和斥力.

④理想氣體分子無(wú)分子勢(shì)能的變化，內(nèi)能等于所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能之和，只和溫度有關(guān).

二、理想氣體的狀態(tài)方程

1.內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在從一個(gè)狀態(tài)仍1、%、T1)變化到另一個(gè)狀態(tài)⑦2、％、4)時(shí)，壓強(qiáng)P跟體

積V的乘積與熱力學(xué)溫度T的比值保持不變.

2.表達(dá)式：華=(7.

3.成立條件：一定質(zhì)量的理想氣體.

4.對(duì)理想氣體狀態(tài)方程的理解

(1)成立條件：一定質(zhì)量的理想氣體.

(2)該方程表示的是氣體三個(gè)狀態(tài)參量的關(guān)系，與中間的變化過(guò)程無(wú)關(guān).

(3)公式中常量C僅由氣體的種類和質(zhì)量決定，與狀態(tài)參量仍、kT)無(wú)關(guān).

(4)方程中各量的單位：溫度T必須是熱力學(xué)溫度，公式兩邊中壓強(qiáng)p和體積V單位必須統(tǒng)一，但不一定是國(guó)際

單位制中的單位.

5.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律

'Ti=芯時(shí)，pi%=p2v2(玻意耳定律)

P1V1P2V2^JV1=V2時(shí)，卷=,(查理定律)

T1?2

P1=P2時(shí)，卷=熱蓋一呂薩克定律)

■總結(jié)提升

應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解題的一般步驟

1.明確研究對(duì)象，即一定質(zhì)量的理想氣體；

2.確定氣體在初、末狀態(tài)的參量勿、丫1、T1及P2、V2、T2；

3.由理想氣體狀態(tài)方程列式求解；

4.必要時(shí)討論結(jié)果的合理性.

三、氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋

1.玻意耳定律的微觀解釋

(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在溫度保持不變時(shí)，體積減小，壓強(qiáng)增大；體積增大，壓強(qiáng)減小.

(2)微觀解釋：溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變.體積越小，分子的數(shù)密度增大，單位時(shí)間內(nèi)撞到單位面積器壁

上的分子數(shù)就越多，氣體的壓強(qiáng)就越大，如圖.

2.蓋一呂薩克定律的微觀解釋

(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在體積保持不變時(shí)，溫度升高，壓強(qiáng)增大；溫度降低，壓強(qiáng)減小.

(2)微觀解釋：體積不變，則分子數(shù)密度不變，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，分子撞擊器壁的作用力變大，所

以氣體的壓強(qiáng)增大，如圖.

3.查理定律的微觀解釋

(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，溫度升高，體積增大，溫度降低，體積減小.

(2)微觀解釋：溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，撞擊器壁的作用力變大，而要使壓強(qiáng)不變，則需影響壓強(qiáng)的另一

個(gè)因素，即分子的數(shù)密度減小，所以氣體的體積增大，如圖.

低溫高溫

■方法總結(jié)

對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的解釋，注意從兩個(gè)途徑進(jìn)行分析：一是從微觀角度分析，二是從理想氣體狀態(tài)方程分析.

專題氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用

一、氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用

1.氣體實(shí)驗(yàn)定律的拓展式

(1)查理定律的推論：

⑵蓋-呂薩克定律的推論：AV=%7.

2.分析氣體狀態(tài)變化的問(wèn)題要抓住三點(diǎn)

(1)階段性：即弄清一個(gè)物理過(guò)程分為哪幾個(gè)階段.

(2)聯(lián)系性：即找出幾個(gè)階段之間是由什么物理量聯(lián)系起來(lái)的.

(3)規(guī)律性：即明確哪個(gè)階段應(yīng)遵循什么實(shí)驗(yàn)定律.

3.利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣體狀態(tài)方程解決問(wèn)題的基本思路

二、理想氣體狀態(tài)方程

1.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系

「溫度不變：p"i=02K(玻意耳定律)

pv〃2V2V體積不變：俏=華(查理定律)

h12

Ti—T2

壓強(qiáng)不變：*=*(蓋一呂薩克定律)