气体压强

气体的的压强 　　内容： 　　1、气体的状态和状态参量：温度、体积、压强。 　　2、计算气体的压强。 　　学习重点： 　　1、理解气体压强概念的物理意义。 　　2、正确计算密闭气体的压强。 　　学习内容： 　　一、气体的状态参量 　　生活中气体的热现象例如：热气球在空中悬浮，压缩缸中气体突然膨胀，气缸中气体被压缩等等，热运动的情景与物体机械运动不同，因此需要根据气体热运动的特征引入新的物理量来描述它的状态。此时气体在不受外界影响的条件下，宏观性质不随时间而改变，可以用具有可确定的宏观物理量来对气体进行描述。这样的物理量为气体的状态参量。例如气体的几何参量———体积Ｖ；气体力学参量———压强Ｐ；热学参量———温度Ｔ。 　　1、气体的体积Ｖ： 　　因为气体分子的自由移动，总是充满整个容器，所以容器的容积就是气体分子所占据的空间，也就是气体的体积。 　　（1）气体的体积是指气体分子充满的空间，即容器的容积。 　　（2）这个体积不是气体分子本身体积之和。 　　（3）国际单位制：米３(m３)、分米３(dm３)、厘米３(cm３)、升(l)关系：１l＝10－３m３=1dm３。 　2、气体的压强Ｐ： 　　气体分子无规则的运动，使得它们撞击容器壁造成对容器壁的压力，从统计的规律可以理解压力向四面八方各个方向，因此容器壁的各处均有气体作用产生的且大小相等的压强。 　　（1）气体的压强是气体对器壁单位面积上的压力。 　　①如何理解？ 　　从气体分子运动论的观点来看，容器中气体充满容器，气体分子做无规则运动，运动速率很大，并不断碰撞容器壁；大量分子对器壁频繁地碰撞的结果产生压强。对气体中某一个分子讲对器壁碰撞是断续的、偶然的，但对大量分子碰撞整体表现为一持续的恒定的压力。这好比雨滴打在雨伞上，使伞面受到的作用力，单个雨滴对伞面的作用力是断续的，但大量密集的雨接续不断打在伞面上就形成一持续均匀的压力一样。 　　②气体压强大小和哪些因素有关？ 　　Ｉ、单位体积内的分子数即气体的分子密度：分子密度越大，在单位时间内器壁的单位面积上受到分子撞击次数越多，产生的压强也就越大。气体的分子密度由气体的摩尔数和气体的体积所决定。 　　II、分子的平均速率：分子运动的平均速率越大，在单位时间内单位面积上撞击次数多，而且每次动量变化大，撞击作用力大，气体压强大。而对同种气体，温度越高，分子平均动能就大，平均速率也就越大。 　　由此看来，对一定质量的气体，体积和温度是决定气体压强的因素。 　　③国际单位：１帕斯卡（Pa）=1、标准大气压（atm）、厘米汞柱(cmHg)。 　　关系：１atm=76cmHg=1.013×10５Pa 　　（2）大气压强在研究气体中应用最广泛。托里拆利实验是测定大气压强值的装置，为什么1标准大气压可以支持76cm汞柱呢？ 　　让我们分析一下，如图所示托里拆利管内上部真空，管内汞柱高为hcm，取管内与水银槽中液面相平A处液片为研究对象。 　　A的上部受到汞柱压力F，大小等于汞柱重mg，下部受到由槽内水银传递的大气压力P0S，A静止不动，这两个力平衡：P0S=mg。那么 ，由于=13.6×103kg/m3，得h=0.76m，代入得P0=1.01×105Pa，有时也用汞柱长76cm汞柱表示1标准大气压。 　　对1标准大气压可以理解为它相当于76cm汞柱产生的压强，上式中的gh不就是液体产生的压强公式吗？ 　　汞柱产生的压强在分析气体压强的问题里也经常遇到。如图（1）中U形管中被水银柱封闭了一段空气柱，里面气体的压强应比大气压高，P=P0+h,（2）图中封闭气体的压强比大气压低，P=P0-h。这里的h表示的是左右两管中的液面差，这段高为h的水银柱产生了附加压强，（1）图中使得加在气体上的压强比大气压增加了hcmHg，而（2）图中使得加在气体上的压强减少了hcmHg。 ... ...