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1、第15點(diǎn) 氣體壓強(qiáng)的微觀解釋
1.產(chǎn)生原因:氣體的壓強(qiáng)是由于大量的氣體分子頻繁地碰撞容器壁而產(chǎn)生的.
大量做無規(guī)則熱運(yùn)動的分子對器壁頻繁、持續(xù)地碰撞產(chǎn)生氣體的壓強(qiáng),單個(gè)分子碰撞器壁的沖力是短暫的,但是大量分子頻繁的碰撞器壁,就對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力,所以產(chǎn)生了氣體壓強(qiáng).
2.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.
3.決定氣體壓強(qiáng)大小的因素
(1)宏觀上:由理想氣體狀態(tài)方程=C可知,氣體壓強(qiáng)由氣體的體積和溫度確定.
(2)微觀上:氣體壓強(qiáng)由氣體分子數(shù)密度和平均動能決定.一方面,氣體分子數(shù)密度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)大,在單位時(shí)間內(nèi),與單位面積器
2、壁碰撞的分子數(shù)就多;另一方面,氣體的溫度高,氣體分子的平均動能就大,氣體分子與器壁的碰撞(可視作彈性碰撞)給器壁的平均沖力就大.
對點(diǎn)例題 對于一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)它們的壓強(qiáng)和體積發(fā)生變化時(shí),下列說法正確的是( )
A.壓強(qiáng)和體積都增大時(shí),其分子平均動能不可能不變
B.壓強(qiáng)和體積都增大時(shí),其分子平均動能有可能減小
C.壓強(qiáng)增大,體積減小時(shí),其分子平均動能一定不變
D.壓強(qiáng)減小,體積增大時(shí),其分子平均動能可能增大
解題指導(dǎo) 質(zhì)量一定的理想氣體,分子總數(shù)不變,體積增大,單位體積內(nèi)的分子數(shù)減??;體積減小,單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大,根據(jù)氣體的壓強(qiáng)與單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均動能有
3、關(guān),可判知A、D選項(xiàng)正確,B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤.
答案 AD
技巧點(diǎn)撥 對于這類定性判斷的問題,可從兩個(gè)角度進(jìn)行分析:一是從微觀角度分析;二是從理想氣體狀態(tài)方程角度分析.下面再從理想氣體狀態(tài)方程的角度分析,對于選項(xiàng)A、B,由=C,p↑,V↑,故推出T↑,因此分子平均動能變大,故選項(xiàng)A對,B錯(cuò),同理選項(xiàng)C錯(cuò),D對.
1.下列說法正確的是( )
A.氣體對器壁的壓強(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
B.氣體對器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子單位時(shí)間作用在器壁上的平均沖力
C.氣體分子熱運(yùn)動的平均動能減小,氣體的壓強(qiáng)一定減小
D.單位體積的氣體分子數(shù)增加,氣體的壓強(qiáng)一定增大
4、
答案 A
解析 氣體對器壁的壓強(qiáng)是由于大量氣體分子對器壁的碰撞形成的,是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力,也可以理解為大量氣體分子單位時(shí)間作用在器壁單位面積上的沖力,所以選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤.氣體分子的熱運(yùn)動的平均動能減小,說明氣體的溫度降低,但由于不知?dú)怏w的體積變化情況,所以也就無法判斷氣體的壓強(qiáng)是增大還是減小,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.氣體的壓強(qiáng)不但與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān),還與氣體分子熱運(yùn)動的平均速率有關(guān),即與氣體的溫度有關(guān),故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
2.一定質(zhì)量的某種氣體,當(dāng)它的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍、體積減小為原來的一半時(shí),其熱力學(xué)溫度變?yōu)樵瓉淼亩嗌伲吭噺膲簭?qiáng)和溫度的微觀意義進(jìn)行說明.
答案
5、 倍 說明見解析
解析 設(shè)原來氣體的壓強(qiáng)為p0,體積為V0,熱力學(xué)溫度為T0,則末狀態(tài)壓強(qiáng)變?yōu)?p0,體積變?yōu)?,由理想氣體的狀態(tài)方程=,得T2=T0.從微觀角度,氣體的壓強(qiáng)跟兩個(gè)因素有關(guān):一個(gè)是分子的平均動能;一個(gè)是氣體分子的密集程度.當(dāng)僅有體積減小為原來的一半時(shí),氣體分子的密集程度變?yōu)樵瓉淼膬杀?,這時(shí)氣體的壓強(qiáng)相應(yīng)地變?yōu)樵瓉淼膬杀?,但還不能滿足題意(題目要求壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍),這時(shí),只能要求從另外一個(gè)因素考慮,即增加氣體分子的平均動能.而氣體分子的平均動能是由溫度來決定的,即應(yīng)升高溫度.根據(jù)計(jì)算,氣體的熱力學(xué)溫度應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?.5倍,這時(shí)壓強(qiáng)便在兩個(gè)因素(體積減小——分子密集程度增大,溫度升高——分子的平均動能增大)共同作用下變?yōu)樵瓉淼?倍.