高中物理 模块要点回眸 第12点 气体压强的微观解释素材 粤教版选修3-3（通用） 2页

第12点　气体压强的微观解释 ‎ ‎1．产生原因：气体的压强是由于大量的气体分子频繁地碰撞容器壁而产生的．‎ 大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生气体的压强，单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁的碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力，所以产生了气体压强．‎ ‎2．气体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．‎ ‎3．决定气体压强大小的因素 ‎(1)宏观上：由理想气体状态方程＝C可知，气体压强由气体的体积和温度确定．‎ ‎(2)微观上：气体压强由气体分子数密度和平均动能决定．一方面，气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多；另一方面，气体的温度高，气体分子的平均动能就大，气体分子与器壁的碰撞(可视作弹性碰撞)给器壁的平均冲力就大．‎ 对点例题　对于一定质量的理想气体，当它们的压强和体积发生变化时，下列说法正确的是(　　)‎ A．压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变 B．压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小 C．压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变 D．压强减小，体积增大时，其分子平均动能可能增大 解题指导　质量一定的理想气体，分子总数不变，体积增大，单位体积内的分子数减小；体积减小，单位体积内的分子数增大，根据气体的压强与单位体积内的分子数和分子的平均动能有关，可判知A、D选项正确，B、C选项错误．‎ 答案　AD 技巧点拨　对于这类定性判断的问题，可从两个角度进行分析：一是从微观角度分析；二是从理想气体状态方程角度分析．下面再从理想气体状态方程的角度分析，对于选项A、B，由＝C，p↑，V↑，故推出T↑，因此分子平均动能变大，故选项A对，B错，同理选项C错，D对．‎ 一定质量的某种气体，当它的压强变为原来的3倍、体积减小为原来的一半时，其热力学温度变为原来的多少？试从压强和温度的微观意义进行说明．‎ 答案　倍　说明见解析 解析　设原来气体的压强为p0，体积为V0，热力学温度为T0，则末状态压强变为3p0，体积变为，由理想气体的状态方程＝，得T2＝T0.从微观角度，气体的压强跟两个因素有关：一个是分子的平均动能；一个是气体分子的密集程度．当仅有体积减小为原来的一半时，气体分子的密集程度变为原来的两倍，这时气体的压强相应地变为原来的两倍，但还不能满足题意(题目要求压强变为原来的3倍)，这时，只能要求从另外一个因素考虑，即增加气体分子的平均动能．而气体分子的平均动能是由温度来决定的，即应升高温度．根据计算，气体的热力学温度应变为原来的1.5倍，这时压强便在两个因素(体积减小——分子密集程度增大，温度升高——分子的平均动能增大)共同作用下变为原来的3倍．‎