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    1. 实验过程

  用小滚珠做空气分子模型,把装有滚珠的杯子拿到秤盘上方5 cm处,把1粒滚珠倒在秤盘上,秤会有一定的重量显示,如图2-37. 再在相同的高度把100粒滚珠持续快速地倒在电子秤盘上,秤的显示会在某一重量附近变化. 这说明大量滚珠撞击秤盘,对秤盘产生了持续的,均匀的压力. 在一定的时间内,碰撞的滚珠越多,对秤盘产生的压力越大. 如果使100粒滚珠从更高的位置倒在秤盘上,可以观察到秤的数字显示更大. 这表明,滚珠的动能越大对秤盘产生的压力越大.

                    

  由上述实验可知,气体中大量做无规则热运动的分子对器壁的频繁、持续的碰撞,自然就产生了气体的压强,气体的压强大小取决于气体分子的密度和平均动能.

  2. 相关知识

  气体压强的微观解释:气体压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的作用在器壁单位面积上的平均作用力.

  气体压强决定于气体分子的密度(单位体积内的分子数)和分子的平均动能.

    难点突破:

    1. 气体实验定律的微观解释

  (1) 玻意耳定律:一定质量的气体,分子的总数是一定的,在温度保持不变时,分子的平均动能保持不变,气体的体积减小到原来的几分之一,气体的密度就增大到原来的几倍,反之亦然,所以气体压强与体积成反比.

  (2) 查理定律:一定质量的气体,体积不变而温度升高时,分子的平均动能增大,因而气体压强增大,温度降低时,情况相反.

  (3) 盖·吕萨克定律:一定质量的气体,温度升高时,要保持压强不变,只有增大体积,减小分子的密度,才能保持压强不变.

  2. 由图2-38讨论理想气体的功、热量和内能


              

  等温线:一定质量的理想气体,T1T2.

  ab:等温降压膨胀,内能不变,吸热等于对外做功;
  bc:等容升温升压,不做功,吸热等于内能增加;
  ca:等压降温收缩,外界做功和内能减少等于放热.

  等容线:一定质量的理想气体,V1V.

  ab:等温降压膨胀,内能不变,吸热等于对外做功;
  bc:等容升温升压,不做功,吸热等于内能增加;
  ca:等压降温收缩,外界做功和内能减小等于放热.

  等压线:一定质量的理想气体,p1p2,如图2-39;

            

  ab:等温升压收缩,内能不变,外界做功等于放热.
  bc:等压升温膨胀,吸热等于内能增加和对外做功;
  c→a:等容降温升压,内能减少等于放热,如图2-40.

             

  注:气体内能的变化看温度,温度是气体分子平均动能的标志,而气体的分子势能忽略不计,所以气体内能只决定于动能;做功看体积,体积变大,则对外做功,吸热放热要看内能变化和做功情况的最后结果.

    例题2-17 一定质量的理想气体(  )(2003年,全国)

     A. 先等压膨胀,再等容降温,其温度必低于起始温度
     B. 先等温膨胀,再等压压缩,其体积必小于起始体积
     C. 先等容升温,再等压压缩,其温度有可能等于起始温度
     D. 先等容加热,再绝热压缩,其内能必大于起始内能

  

    例题2-18 一定质量的理想气体,自状态a经状态c变化到状态b,这一过程在vT图上表示如图2-41所示,则(  )

     A. 在过程ac中,外界对气体做功
     B. 在过程cb中,外界对气体做功
     C. 在过程ac中,气体压强不断变大
     D. 在过程cb中,气体压强不断变小

                     


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