本章《气体》,作为热力学内容的考察重点对象。在高考的题目当中不仅有选择题的考察,共有大题计算题的考察要求。
主要有以下4个知识点
一:气体分子的运动特点
首先结合分子动理论和我们的实验观察。我们学习到了气体分子的运动特点。那么气体分子运动特点可以用以下这个图像来进行概括。
从这个图像中我们可以得到:
1气体分子速率和分布规律呈正态分布的形式;
2随着温度的升高,整体的气体分子平均动能在增大;
3但是单个分子的运动是无规则的,我们这里研究的是大量分子的统计规律。
二:气体压强的微观解释
气体的压强的产生和我们的液体大气压都不相同,液体大气压的压强产生是由于重力而产生的。而气体的压强产生是由于气体分子持续的碰撞容器壁,导致产生了持续的压力。单位面积上的压力就是气体的压强。
影响到气体分子碰撞容器壁的因素有两两个:
一个是气体分子热运动的剧烈程度,气体分子的热运动越剧烈会导致碰撞时产生的力越大。气体分子运动的剧烈程度的宏观表现,就是气体的温度T。
另一个是单位体积内气体分子的个数。单位体积内气体分子的密度越大,气体分子对容器壁的碰撞的次数就多,产生的力就大,压强就大。(例如一个气体分子的碰撞和100个气体分子的碰撞,相比之下100个气体分子的碰撞产生的力会更强。)气体密度气体的体积有关,一定质量的气体,其体积越小,气体分子的密度越大。
综上:我们说气体的压强P和气体的体积V以及气体的温度T三者存在着密切的关系。
三:理想气体和理想气体状态方程
什么是理想气体?从定义上来讲:就是在任何情况下都满足我们的气体实验定律的气体。理想气体是一种理想模型,本质上指的是气体分子间距非常的大,气体分子的体积忽略不计。需要我们注意的是:根据理想气体的本质,理想气体的分子势能可以忽略不计,理想气体的内能就是其分子动能,只和其温度有关。
我们通过实验得到了:气体的等温变化的规律——玻意尔定律PV=C。气体的等容变化规律——查理定律P/T=C,气体的等压变化规律——盖-吕萨克定律V/T=C。
根据这三个定律,我们得到了理想气体的状态方程PC=nRT( n为气体物质的摩尔数,R是确定的常量)。
典型例题分类
第1类题目:概念类的选择题考察。
主要考察两部分内容,1是气体分子的运动特点和气体压强的微观解释;2是对理想气体概念的考察。理想气体内能如何变化问题。
第2类题目:图像类问题。
通过读取二维平面图,由已知的两个气体状态参量,结合理想气体状态方程推得第3个气体状态参量。
第3类题目计算题,主要考察理想气体状态方程的代数应用。
首先要确定研究对象,也就是哪部分理想气体,进一步明确是否是变质量问题。
然后,找清楚初末两个状态的状态状态参量,需要注意受力分析,求得压强;需要注意是否是关联体积问题。
最后结合理想气体状态方程列方程求解。
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