关于气体压强的理解

发布时间:2016-12-09 10:08:43   来源:文档文库   
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气体压强是热学部分的重要概念,也是学习中的难点,从微观和宏观两个角度正确地理解气体压强的概念是解决问题的关键。

  一、微观方面

  气体压强是由大量气体分子碰撞器壁产生的,在数值上等于垂直作用于器壁单位面积上的平均冲击力,或者说等于单位时间内器壁单位面积上所受气体分子碰撞的总冲量。

  气体分子质量越大,速度越大,即分子的平均动能越大,每个气体分子撞击一次器壁的作用力越大,而单位时间内气体分子撞击的次数越多,对器壁的总压力越大,而这一次数又取决于单位体积内的分子数(分子的密集程度)和平均动能(分子在容器中往返运动着,其平均动能越大,分子平均速率也越大,连续两次碰撞某器壁的时间间隔越短,即单位时间内撞击次数越多),可见,从微观角度看,气体的压强取决于气体分子的平均动能和密集程度。

  例1:下列说法正确的是(

  a.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。

  b.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量。

  c.气体分子热运动的平均动能减少,气体的压强一定减小。

  d.单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大

  答案:a

  二、宏观方面

  教材中对气体压强做了如下的定义:容器中的大量气体分子对器壁的频繁碰撞,就对器壁产生一个持续的、均匀的压力,而器壁单位面积上受到的压力就是气体的压强。对于质量一定的某种气体,气体的体积越小密度越大,单位体积内分子数就越多,单位时间碰撞气壁单位面积分子数越多,气体的压强越大;气体的温度越高,分子的平均速率越大,单位时间碰撞气壁单位面积分子数越多并且每次碰撞作用力越大,气体的压强越大;所以从宏观上说,一定质量气体压强的大小是由气体的体积和温度共同决定的。一定质量的气体体积越小,温度越高,气体的压强就越大。

  例2:如下图所示,水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分,隔板可在气缸内无摩擦滑动,右侧气体内有一电热丝。气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止,左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流,通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达到平衡时,与初始状态相比(

  a.右边气体温度升高,左边气体温度不变。

  b.左右两边气体温度都升高。

  c.左边气体压强增大。

  d.右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量。

  答案:bc

  解析:电热丝通电后,右边的气体吸热内能增加,温度升高,体积不变则压强增大,将隔板向左推,对左边的气体做功,根据热力学第一定律,绝热的情况下,左边气体的内能增加,温度将升高,故a错;左边气体的温度升高、体积减小,压强将增大,故c正确;对右边的气体,当缸内气体再次达到平衡时,压强、体积与初始状态相比都增大,温度与初始状态相比升高,故b正确;由能量转化守恒定律右边气体内能的增加值应为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功,故d错。

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/a28cfa0c02d8ce2f0066f5335a8102d276a26142.html

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