1、第七章第七章 氣體和內(nèi)能氣體和內(nèi)能 考試內(nèi)容和要求考試內(nèi)容和要求 知識(shí)內(nèi)容學(xué)習(xí)水平說(shuō)明 氣體和分子 阿伏伽德羅常數(shù)A 內(nèi)能分子速率的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律A 氣體狀態(tài)參量B 氣體實(shí)驗(yàn)定律C 溫度不變時(shí)壓強(qiáng)與體積的關(guān)C 系（學(xué)生實(shí)驗(yàn)） 熱力學(xué)溫標(biāo)B 分子、阿伏加德羅常數(shù)B 分子動(dòng)能、分子勢(shì)能A 物體的內(nèi)能A 能量守恒定律D 用單分子油膜估測(cè)分子的大B ?。▽W(xué)生實(shí)驗(yàn)） 一分子動(dòng)理論與能的轉(zhuǎn)化和能量守恒定律一分子動(dòng)理論與能的轉(zhuǎn)化和能量守恒定律 1分子動(dòng)理論的主要觀點(diǎn)是： （1）物體是由組成的，分子直徑的數(shù)量級(jí)是m； （2）分子永不停息地做運(yùn)動(dòng)； （3）分子之間存在相互作用的力和力，我們把分子間的這種作用力叫做

2、。 2由于分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，因此分子具有能，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與有 關(guān)；由于分子間存在相互作用力，分子還具有能，分子勢(shì)能與物體的和 有關(guān)；物體內(nèi)所有分子能和能的總和，叫做物體的能。 3能夠改變物體內(nèi)能的兩種物理過(guò)程是和，這兩種物理過(guò)程雖然等效，但有本 質(zhì)的區(qū)別：是其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化；而卻是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。 4能量既不能產(chǎn)生，也不能消失，它只能從轉(zhuǎn)化為，或者從 轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，其總量保持不變，這就是能的轉(zhuǎn)化和能量守恒定 律。 【典型例題】 1下面證明分子間存在引力和斥力的實(shí)驗(yàn)，哪個(gè)是錯(cuò)誤 的（） （A）兩塊鉛塊壓緊以后能連成一塊，說(shuō)明存在引力 （B）一般固體、液體很難

3、壓縮，說(shuō)明存在著相互排斥力 （C）拉斷一根繩子需要一定大小的拉力，說(shuō)明存在相互引力 （D）碎玻璃不能拼在一塊，是由于分子間存在斥力 2（1998 上海）有關(guān)物體內(nèi)能，以下說(shuō)法正確的是（） （A）1g0水的內(nèi)能比 1g0冰的內(nèi)能大 （B）電流通過(guò)電阻后發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過(guò)“熱傳遞”方式實(shí)現(xiàn)的 （C）氣體膨脹，它的內(nèi)能一定減少 （D）橡皮筋被拉伸時(shí)，分子間勢(shì)能不變 3一個(gè)水分子的質(zhì)量約為kg （1995 上海） ， 體積約為m3， 1kg 氫氣共有個(gè) 氫氣分子。 4（1990 上海）從下列哪一組數(shù)據(jù)可以算出阿伏加德羅常數(shù)（） （A）水的密度和水的摩爾質(zhì)量（B）水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積 （C）

4、水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量（D）水分子的體積和水分子的質(zhì)量 5（2008 上海）體積為V 的油滴，滴在平靜的水面上，擴(kuò)展成面積為S 的單分子油膜，則該油滴 的分子直徑約為。已知阿伏伽德羅常數(shù)為NA，油的摩爾質(zhì)量為M，則一個(gè)油分子的質(zhì)量 為。 6（2008 上海）已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比。如圖所示的實(shí)線為汽 缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)I 到狀態(tài) II 的變化曲線， 則在整個(gè)過(guò)程中汽 缸內(nèi)氣體的內(nèi)能（） （A）先增大后減?。˙）先減小后增大 （C）單調(diào)變化（D）保持不變 二氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量二氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量 一定質(zhì)量的氣體的狀態(tài)，是由、和三個(gè)參量決定的，對(duì)一定質(zhì)量的氣體 來(lái)說(shuō)，如果

5、這三個(gè)量都不變，我們就說(shuō)氣體處于一定的狀態(tài)中。 1 1氣體的體積（氣體的體積（V V） 氣體總要充滿整個(gè)容器，因而氣體的體積就是指氣體所充滿的容器的容積。 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1 摩爾的任何氣體所占的體積為。 1 升（L）1 分米3（dm3） ，1 毫升（ml）1 厘米3（cm3） 2 2氣體的溫度（氣體的溫度（t t，T T） （宏觀定義）表示_， （微觀定義）表示_。 溫標(biāo)溫標(biāo) 攝氏溫標(biāo)的單位是攝氏度，符號(hào)。 在國(guó)際單位制中，以熱力學(xué)溫標(biāo)表示溫度，又稱絕對(duì)溫標(biāo)。它是國(guó)際單位制中七個(gè)基本單位之一， 單位是，符號(hào)。熱力學(xué)溫度 T 與攝氏溫度 t 的關(guān)系是：。 現(xiàn)在國(guó)際上公認(rèn)的熱力學(xué)溫度的零度是，叫做

6、，它是低溫的極限，能夠無(wú)限接 近，但不可能達(dá)到。 就每一度的大小來(lái)說(shuō)熱力學(xué)溫度和攝氏溫度是相同的，即。 3 3氣體的壓強(qiáng)（氣體的壓強(qiáng)（p p） 大量氣體分子頻繁撞擊器壁，垂直作用在器壁單位面積上的平均壓力，就是氣體的壓強(qiáng)。 在國(guó)際單位中，壓強(qiáng)的單位是，簡(jiǎn)稱，符號(hào)。 1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）厘米汞柱（cmHg）Pa 計(jì)算容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)時(shí)常以氣體與外界的連接物為研究對(duì)象列力學(xué)方程求解。計(jì)算容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)時(shí)常以氣體與外界的連接物為研究對(duì)象列力學(xué)方程求解。 【典型例題】 7（2006上海）如圖所示，豎直放置的彎曲管 A端開口，B端封閉， 密度為的液體將兩段空氣封閉在管內(nèi)，管內(nèi)液面高度差分別為h1、 h

7、2和h3，則B端氣體的壓強(qiáng)為（已知大氣壓強(qiáng)為p0） （） （A）p0g（h1h2h3） （B）p0g（h1h3） （C）p0g（h1h3h2） （D）p0g（h1h2） 8（2000 廣東）如圖，一氣缸豎直倒放，氣缸內(nèi)有一質(zhì)量不可忽略的活塞，將 一定量的理想氣體封在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁無(wú)摩擦，氣體處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)保 持溫度不變把氣缸稍微傾斜一點(diǎn)，在達(dá)到平衡后，與原來(lái)相比，則（） （A）氣體的壓強(qiáng)不變（B）氣體的壓強(qiáng)變小 （C）氣體的體積變大（D）氣體的體積變小 三氣體實(shí)驗(yàn)定律三氣體實(shí)驗(yàn)定律 4 4玻意耳定律玻意耳定律 一定質(zhì)量的氣體，_不變時(shí)壓強(qiáng)與_成反比。 表達(dá)式：_；pVC（C 為常數(shù)，由

8、溫度與氣體質(zhì)量、種類決定，同種氣體溫度 越高，質(zhì)量越大，C 就越大） 推論：p1 p2 1 2 【典型例題】 9（1999上海）某同學(xué)做“驗(yàn)證玻意耳定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將注射器豎直放置，測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所 示。發(fā)現(xiàn)第5組數(shù)據(jù)中的pV乘積值有較大偏差。如果讀數(shù)和計(jì)算無(wú)誤，那么造成此偏差的原因可能 是或。 實(shí)驗(yàn)次序12345 p（105Pa）1.211.060.930.800.66 V（ml）33.237.843.850.469.2 pV （105Pa ml） 40.240.140.740.345.7 10有一內(nèi)徑均勻的一端開口的玻璃管長(zhǎng)l100cm，其中有一段水銀柱，把一部分空氣封在管內(nèi)。 當(dāng)管開口向

9、上豎直放置時(shí)，空氣柱長(zhǎng)l160cm，水銀柱長(zhǎng)h15cm，如圖所示?，F(xiàn)將玻璃管緩慢倒 轉(zhuǎn)，到達(dá)開口向下的豎直位置，然后插入水銀槽中，如圖所示，當(dāng)管底與管外水銀面的高度差d 45cm 時(shí)，空氣柱的長(zhǎng)度 l2為多少厘米？設(shè)大氣壓 p075cmHg，整個(gè)過(guò)程中溫度保持不變。 11如圖所示，粗細(xì)均勻的 U 形玻璃管，臂長(zhǎng) 40 cm，寬為 10 cm，有一 5cm 長(zhǎng)的水銀柱封閉著 一段長(zhǎng)為 30cm 的空氣柱，若設(shè)法對(duì)開口端抽氣， 當(dāng)開口端內(nèi)空氣壓強(qiáng)從75cmHg 降至 45 cmHg 高 時(shí)，管中被封閉的空氣柱長(zhǎng)度是多少？ 12（2004上海）如圖所示，一端封閉、粗細(xì)均勻的薄壁玻璃管開口向下豎直插在

10、裝有水銀的水銀 槽內(nèi)，管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的空氣，水銀槽的截面積上下相同，是玻璃管截面積的5倍。開始時(shí)管 內(nèi)空氣長(zhǎng)度為6cm，管內(nèi)外水銀面高度差為50cm。將玻璃管沿豎直方向緩慢上移（管口末離開槽中 水銀） ，使管內(nèi)外水銀面高度差變成60cm。 （大氣壓相當(dāng)于75cmHg） ，求： （1）此時(shí)管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度； （2）水銀槽內(nèi)水銀面下降的高度。 13氣缸內(nèi)封有壓強(qiáng)為 p，密度為 的理想氣體，內(nèi)中放有一質(zhì)量為m，體積為V 的空心小球?；?塞的橫截面積為 S，可無(wú)摩擦滑動(dòng)?，F(xiàn)有一力F 向右慢慢推活塞，如圖所示。問(wèn)力F 多大時(shí)，小球 對(duì)氣缸壁可無(wú)壓力？（設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0） 5 5查理定律查理定律 一定

11、質(zhì)量的氣體，_不變時(shí)壓強(qiáng)與_成正比。 表達(dá)式： p1 T1 p2 T2 p T ，p T C（C 為常數(shù)，由體積與氣體質(zhì)量、種類決定，同種氣體體積越小， 質(zhì)量越大，C 就越大） 【典型例題】 14（1991 上海） 用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置， 研究體積不變時(shí)氣體的壓強(qiáng)與溫 度的關(guān)系，當(dāng)時(shí)大氣壓為 H 厘米汞柱。封有一定質(zhì)量氣體的燒瓶， 浸在冰水 混合物中，U 形壓強(qiáng)計(jì)可動(dòng)管 A 和固定管 B 中的水銀面剛好相平。將燒瓶 浸入溫度為t的熱水中時(shí)， B 管水銀面將，這時(shí)應(yīng)將A 管，（以上二格填 “上升” 或 “下降” ） ， 使 B 管中水銀面。 記下此時(shí) A、B 兩管中水銀面的高度差為h 厘米，此狀

12、態(tài)下瓶中氣體的壓強(qiáng) 為。 15（1992 上海）如圖，某汞氣壓計(jì)的玻璃管頂端高出汞槽液面l m， 因上部混入少量空氣，使其讀數(shù)不準(zhǔn)。當(dāng)氣溫為 27，標(biāo)準(zhǔn)氣壓計(jì)讀數(shù) 為 76cmHg 時(shí)，該氣壓計(jì)讀數(shù)為 70cmHg。 （1）在相同氣溫下，若用該氣壓計(jì)測(cè)量氣壓，測(cè)得讀數(shù)68cmHg，則實(shí) 際氣壓應(yīng)為多少 cmHg？ （2）若在氣溫為3時(shí)，用該氣壓計(jì)測(cè)得氣壓讀數(shù)仍為 70cmHg，則 實(shí)際氣壓應(yīng)為多少 cmHg？ 16某登山愛好者在攀登珠穆朗瑪峰的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)他攜帶的手表表面玻璃發(fā)生了爆裂，這種手表 是密封的， 出廠時(shí)給出的參數(shù)為： 27時(shí)表內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1105Pa， 在內(nèi)外壓強(qiáng)差超過(guò)6104 P

13、a時(shí)， 手表表面玻璃可能爆裂， 已知當(dāng)時(shí)手表處的氣溫為13 C，則手表表面玻璃爆裂時(shí)表內(nèi)氣體壓強(qiáng)的 大小為Pa，已知外界大氣壓強(qiáng)隨高度變化而變化，高度每上升12 m大氣壓強(qiáng)降低133 Pa，設(shè)海平面大氣壓為1105 Pa，則登山運(yùn)動(dòng)員此時(shí)的海拔高度約為m。 17（1997 上海）有人設(shè)計(jì)了一種測(cè)溫裝置，其結(jié)構(gòu)如圖所示，玻璃泡 A 內(nèi)封有一定量氣體，與 A 相連的 B 管插在汞槽中，管內(nèi)汞面的高度 x 即可反映泡內(nèi)氣體的溫度，即環(huán)境溫度，并可由 B 管上的刻度直接讀出。設(shè)B 管的體積與 A 泡的體積相比可略去不計(jì)： （1）在 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下對(duì) B 管進(jìn)行溫度刻度（1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于 76cmHg 的壓強(qiáng)） ，已知當(dāng) 溫度 t27時(shí)，管內(nèi)汞面高度x116cm，此高度即為27的刻度線，問(wèn)t0時(shí)的刻度線 x 為多 少厘米處？ （2）若大氣壓已變?yōu)橄喈?dāng)于 75cmHg 的壓強(qiáng)，利用該測(cè)溫裝置測(cè)量溫度時(shí)所得讀數(shù)為27，問(wèn)此 時(shí)實(shí)際溫度為多少？ 20一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化如圖所示，在從A 到 B 的過(guò)程中，氣體的溫度變化情況 是。若 tA27，則過(guò)程中最高溫度為。 6 6氣體圖像氣體圖像 pV 圖像顯示的等溫線為雙曲線的一支。 pT 圖的等壓線為一過(guò)原點(diǎn)傾斜直線。