8年高考热学试题分类训练(4)：气体压强的微观解释
气体压强的微观解释推导
气体压强的微观解释推导气体压强是一个重要的物理概念，它涉及到物质状态以及气体分子之间的相互作用。
有了对气体压强的清楚理解，我们可以更好地观察和了解物质在物理系统中的行为。
因此，本文专门探讨气体压强的微观解释和推导。
首先，我们需要了解压强的定义。
压强是指一定体积内气体分子及其间的斥力给其他分子施加的平均力，即气体给它周围环境施加的力。
通常，气体分子随机地在其中移动，并给它们周围的空间施加斥力。
由于气体分子不断碰撞，它们互相推动和弹开，这就是气体压强的产生。
其次，我们需要利用牛顿定律推导出气体压强。
牛顿定律是一个重要的物理定律，它很好地解释了物体在物理系统中的行为。
在此基础上，我们推导出气体的压强公式：P = F/A，其中P是压强，F是气体分子施加在指定体积上的力，A是指定体积的面积。
根据牛顿定律，我们得出：F = m * a，其中，m是气体分子的质量，a是气体分子的加速度。
最后，我们用三次函数模拟气体分子运动的轨迹，求出气体的压强公式：P = m * a * v^2 / (2 * x)其中，v是气体分子的运动速度，x是气体分子的位置。
从以上分析可以看出，气体压强是由气体分子施加的力和指定体积的比例关系决定的，而气体分子的施加的力则是由牛顿定律和三次函数求出的。
因此，气体压强是一个由牛顿定律和三次函数结合而成的物理概念，可以用来说明物质在物理系统中的行为。
总结起来，气体压强是由气体分子施加的力和指定体积的比例关系决定的，而气体分子的施加的力则是由牛顿定律和三次函数求出的。
虽然气体压强的概念比较简单，但要认真学习它，还需要深入理解物理定律和数学概念。
只有这样，才能更好地观察和理解物质在物理系统中的行为。
理想气体的压强及温度的微观解释
理想气体的压强及温度的微观解释在普通物理热学的教学中，对理想气体的压强、温度的学习和讨论时，学生对压强、温度的微观实质理解困难，特别是对宏观规律的微观解释与分析问题。
文章从理想气体分子模型的建立和统计假设的提出，对压强、温度的实质进行讨论，从而使学生得到正确理解，并学会用微观理论解释和研究宏观现象和规律的分析方法。
标签：理想气体；微观模型；压强；温度；微观本质在物理的学习和研究中，经常会讨论和分析一些物理现象和规律，很多物理现象和规律，是可以通过实验观察和验证的宏观规律，而表征分子、原子运动性质的微观量，很难用观察或实验直接测定。
宏观量与微观量之间必然存在着联系，要更深入地认识和研究宏观规律，必须对宏观规律的微观本质进行分析。
通过对理想气体的几个宏观规律与微观实质的关系对比和分析，帮助我们认识和理解气体动理论的有关规律，并掌握这一研究方法。
1 理想气体模型及状态方程1.1 理想气体模型。
所谓理想气体是指重力不计，密度很小，在任何温度、任何压强下都严格遵守气体实验定律的稀薄气体。
理想气体是一种理想化的物理模型，是对实际气体的科学抽象。
理想气体的微观特征是：分子间距大于分子直径10倍以上，分子间无相互作用的引力和斥力，分子势能为零，其内能仅由温度和气体的量决定，内能等于分子的总动能。
温度提高，理想气体的内能增大；温度降低，理想气体的内能减小。
实际气体抽象为理想气体的条件：不易被液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气、空气等，在压强不太大、温度不太低的情况下，所发生的状态变化，可近似地按理想气体处理。
分子本身的线度与分子之间的距离相比可忽略不计，视分子为没有体积的质点；除碰撞瞬间外，分子之间及分子与容器壁之间没有相互作用力，不计分子所受的重力；分子之间及分子与器壁之间作完全弹性碰撞，没有能量损失，气体分子的动能不因碰撞而损失。
容器各部分分子数密度等于分子在容器中的平均密度n=NV，式中，n是气体分子数密度，N是气体的总分子数，V是气体容器的容积；沿空间各个方向运动的分子数目是相等的；气体分子的运动在各个方向机会均等，不应在某个方向更占优势，即全体分子速度分量vx、vy和vz的平均值vx=vy=vz=0。
气体压强的微观解释
气体压强的微观解释气体压强是指气体分子对单位面积的压力。
在日常生活中，我们经常会遇到气体压强的概念，例如气球膨胀、轮胎充气、气压锅等等。
那么，气体压强是如何产生的呢？本文将从微观角度解释气体压强的产生机制。
气体是由大量分子组成的，这些分子具有质量、速度和能量等性质。
气体分子之间存在着相互碰撞的作用，这些碰撞会产生压力，从而使气体对容器产生压力。
下面我们从分子的角度来解释气体压强的产生过程。
首先，我们来看气体分子的运动方式。
气体分子以高速无规则运动，沿着任意方向做直线运动。
当气体分子碰撞到容器壁时，它们会改变方向和速度，并产生反作用力。
这个反作用力会使容器壁产生弹性变形，从而产生一个压力，即气体压强。
其次，我们来看气体分子的速度分布。
在气体中，气体分子的速度是不断变化的，但是它们的速度分布是具有一定规律性的。
根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布定律，气体分子的速度分布服从高斯分布。
高速分子的数量较少，低速分子的数量较多。
因此，当气体分子在容器壁上碰撞时，高速分子会产生更大的反作用力，低速分子产生的反作用力则较小。
这就导致了气体压强的大小与气体温度有关。
第三，我们来看气体分子的密度。
气体分子的密度越大，碰撞的频率也就越高。
因此，气体分子的密度也会影响气体压强的大小。
当气体分子的密度增加时，碰撞的频率也会增加，从而使气体压强增大。
最后，我们来看气体分子的大小。
气体分子的大小对气体压强也有一定的影响。
当气体分子的大小较小时，分子之间的碰撞会比较频繁，因此气体压强也会增大。
但是，当气体分子的大小达到一定程度时，分子之间的碰撞就会变得不太频繁，从而使气体压强减小。
综上所述，气体压强是由气体分子运动产生的。
气体分子的速度、密度、大小等因素都会影响气体压强的大小。
了解气体压强的微观解释有助于我们更好地理解气体的性质和行为。
气体压强微观解释
气体压强微观解释
气体压强是指气体分子对容器壁的撞击所产生的压力。
在微观层面上，气体是由大量的分子组成的，它们以高速无规则地运动着。
当气体分子与容器壁碰撞时，它们会传递动量给壁面，产生一个力，即气体分子对壁面的撞击力。
气体分子的撞击力可以通过分子的动能来解释。
根据动能定理，分子的动能与其速度的平方成正比。
由于气体分子的速度是随机分布的，因此每个分子的动能也不相同。
当气体分子与容器壁碰撞时，动能较大的分子会给壁面传递更大的力，而动能较小的分子则传递较小的力。
因此，整体上来看，气体分子对壁面的撞击力是不均匀的。
气体压强的大小取决于气体分子对容器壁的平均撞击力。
当气体分子的速度分布更加均匀时，撞击力的差异会减小，从而使平均撞击力更接近于真实值。
此外，气体分子的数量和速度也会对压强产生影响。
当气体分子数量增加或者平均速度增加时，撞击力的总和也会增加，从而导致更高的压强。
除了速度和数量，分子之间的相互作用也会影响气体压强。
在理想气体模型中，分子之间不存在相互作用，因此气体分子与容器壁的碰撞仅与分子的速度和数量有关。
然而，在实际气体中，分子之间可能存在各种各样的相互作用，如分子之间的引力或排斥力。
这些相互作用
会改变分子的运动方式，从而影响气体的压强。
总而言之，气体压强是由气体分子对容器壁的撞击力产生的。
分子的速度、数量和相互作用都会对压强产生影响。
微观解释揭示了气体压强背后的分子动力学原理，帮助我们更好地理解气体行为和性质。
热学气体试题及答案高中
热学气体试题及答案高中一、选择题1. 气体压强的微观解释是气体分子对容器壁的（）A. 碰撞次数B. 碰撞力C. 碰撞频率D. 碰撞次数和碰撞力答案：D2. 温度是表示物体冷热程度的物理量，其微观意义是（）A. 分子的动能B. 分子的势能C. 分子的总能量D. 分子的平均动能答案：D3. 气体分子的平均动能与气体的（）成正比。
A. 压强B. 体积C. 温度D. 质量答案：C4. 理想气体状态方程为PV=nRT，其中R是（）A. 气体常数B. 温度C. 体积D. 压强答案：A5. 在一定温度下，气体分子的平均速率与气体的（）无关。
A. 压强B. 体积C. 温度D. 质量答案：D二、填空题1. 气体分子在容器内做无规则运动，这种运动称为______运动。
答案：热2. 气体分子的平均自由程是指分子在两次碰撞之间自由飞行的______。
答案：平均距离3. 根据理想气体状态方程，当温度不变时，气体的压强与体积成______。
答案：反比4. 气体分子的碰撞是______碰撞，即碰撞前后动量守恒。
答案：弹性5. 温度是分子平均动能的量度，温度升高，分子的平均动能______。
答案：增大三、简答题1. 简述气体分子运动的特点。
答案：气体分子运动具有以下特点：（1）分子在空间内做无规则运动；（2）分子之间存在相互碰撞；（3）分子运动速度与气体温度有关；（4）分子运动速度分布遵循麦克斯韦分布。
2. 为什么气体可以轻易被压缩，而固体和液体则不能？答案：气体分子之间距离较大，分子间作用力较弱，因此气体分子可以轻易地被压缩，改变其体积。
而固体和液体分子间距离较小，分子间作用力较强，因此固体和液体不易被压缩。
四、计算题1. 一个气体分子的质量为m，速度为v，求该分子在碰撞时对容器壁的平均冲击力。
答案：设分子与容器壁碰撞后速度反向，则碰撞前后动量变化为2mv。
设碰撞时间为t，则平均冲击力F=Δp/Δt=2mv/t。
2. 已知理想气体的压强P、体积V和温度T，求气体的摩尔数n。
气体压强的微观解释
分子热运动、布朗运动、扩散现象1、做布朗运动实验,得到某个观测记录如图。
图中记录的就是( D )A.分子无规则运动的情况B.某个微粒做布朗运动的轨迹C.某个微粒做布朗运动的速度——时间图线D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线E.布朗运动就是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映2、布朗运动虽然与温度有关,但布朗运动不能称为热运动(对)3、空中飞舞的尘埃的运动不就是布朗运动经验之谈:布朗运动凭肉眼观察不到,得在光学显微镜下观察分子运动在光学显微镜下观察不到,得在电子显微镜下观察。
布郎运动不会停止,而尘埃的飞扬经过一段时间后,会落回地面4、观察布朗运动时,下列说法正确的就是( AB )A 、温度越高,布朗运动越明显B 、大气压强的变化,对布朗运动没有影响C 、悬浮颗粒越大,布朗运动越明显D 、悬浮颗粒的布朗运动,就就是构成悬浮颗粒的物质的分子热运动5、由分子动理论及能的转化与守恒定律可知…( D )A 、扩散现象说明分子间存在斥力B 、布朗运动就是液体分子的运动,故分子在永不停息地做无规则运动C 、理想气体做等温变化时,因与外界存在热交换,故内能改变D 、温度高的物体的内能不一定大,但分子的平均动能一定大6.下列关于热运动的说法,正确的就是( D )A 、热运动就是物体受热后所做的运动B 、温度高的物体中的分子的无规则运动C 、单个分子的永不停息的无规则运动D 、大量分子的永不停息的无规则运动物质的量 (1)m M v V N A ==即：分子质量摩尔质量＝分子体积摩尔体积阿佛加德罗常数＝(2)分子的个数 = 摩尔数 ×阿伏加德罗常数 (3)摩尔质量摩尔体积＝密度1.从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数( C )A 、水的密度与水的摩尔质量B 、水的摩尔质量与水分子的体积C 、水的摩尔质量与水分子的质量D 、水分子的体积与水分子的质量2、已知铜的摩尔质量为M(kg/mol),铜的密度为ρ(kg/m 3),阿伏加德罗常数为 N A (mol - 1)、下列说法不正确的就是( B )A 、1 kg 铜所含的原子数为MN A B 、1 m 3铜所含的原子数为ρA MN C 、1个铜原子的质量为A N M kg D 、1个铜原子所占的体积为A N M ρ m 3 3、 利用单分子油膜法可以粗测分子的大小与阿伏加德罗常数、如果已知体积为V 的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S,这种油的密度为ρ,摩尔质量为M,则阿伏加德罗常数的表达式为( )答案:336VMS πρ 4、已知铜的密度为8、9×103 kg/m3,相对原子质量为64,通过估算可知铜中每个铜原子所占的体积为(B )A 、7×10－6 m 3B 、1×10－29 m 3C 、1×10－26 m 3D 、8×10－24m 5、某物质的摩尔质量为M ,密度为ρ,设阿伏加德罗常数为N A ,则每个分子的质量与单位体积所含的分子数分别就是(D )A 、MN A M N ρ⋅A B 、A N M ρM N A C 、M N A ρ⋅A N M D 、A N M MN ρ⋅A 6 .一热水瓶水的质量约为m=2、2 kg,它所包含的水分子数目为_________、(取两位有效数字,阿伏加德罗常数取6、0×1023 mol -1) (7、3×1025个)7.某同学采用了油膜法来粗略测定分子的大小:将1 cm 3油酸溶于酒精,制成1 000 cm 3 的溶液、已知1 cm 3酒精油酸溶液有100滴,在一塑料盘内盛水,使盘内水深约为1 cm, 将1滴溶液滴在水面上,由于酒精溶于水,油酸在水面上形成一层单分子油膜,测得这 一油膜层的面积为90 cm 2,由此可估计油酸分子的直径为多少？ (答案:1、1×10-9m )气体压强的微观解释影响气体压强的因素有两个:（1） 单位面积上,单位时间内,气体分子对容器壁的碰撞次数从宏观来瞧,决定于分子的浓度(单位体积内分子的个数)或对一定量的气体来说,压强的大小决定于分子的体积。
气体压强的微观解释
气体压强的微观解释类比推理：高压采煤水枪出水口的截面积为S，水的射速为v，射到煤层上后，水的速度为零，若水的密度为ρ，求水对煤层的冲力。
关于气体压强：①p=2n₀Ek/3(微观表达式)压强取决于分子数密度和分子的平均动能.②p=nRT/V=mRT/M₀V(状态、宏观表达式)压强取决于物质的量、温度和体积.③p=p₁+p₂+…(混合气体道尔顿分压定律)④p₁V₁/T₁+p₂V₂/T₂+…=pV/T(物质的量表达式)⑤单位面积内的力p=F/S⑥单位时间单位面积上力的冲量p=I/S·t⑦单位时间单位面积上碰撞次数由平均速率、分子数密度共同决定N=n₀v/6.【简单推导】一个分子碰撞一次，碰撞次数就是分子个数，分子个数为n₀lS/6.所用的时间为l/v，单位时间单位面积上碰撞次数为n₀lS/6/S/t=n₀v/6.1.下列说法正确的是（A）。
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小，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2.一密闭气球中装有一定质量的理想气体，现使环境压强不变、气体温度缓慢升高.对于气体在此过程中的下列说法正确的是（C）A.气球中气体分子间的作用力增大B.气球中气体每个分子的速率都增大C.气球内壁单位面积上受到的压力不变D.气球中气体吸收的热量等于气体增加的内能☞对理想气体来讲，分子间只有消耗碰撞的力，没有分子间的相互作用力.单位面积上受到的压力就是气体对气球内壁的压强，根据热力学第一定律方向做功和内能的变化.3.在一定温度下，当气体的体积减小时，气体的压强增大，这是由于（）A.每个分子对器壁的平均撞击力变大B.单位体积内的气体分子数变大，分子对器壁的吸引力变大C.单位体积内的气体分子数变大，单位体积内分子的重量变大D.单位体积内的气体分子数变大，单位时间内对器壁碰撞的次数增多☞正确答案：D.单位体积内的气体分子数变大，单位时间内对器壁碰撞的次数增多一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大；温度不变说明气体分子运动平均动能不变；体积减小说明相同体积内分子数变多；故相同时间内单位面积上碰撞的气体分子增加了，故压力变大，压强变大；故选：D.☞温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度的反映，从分子运动论观点看，温度是物体分子运动平均动能的标志，温度是大量分子热运动的集体表现，含有统计意义，对于个别分子来说，温度是没有意义的；大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力，所以从分子动理论的观点来看，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.4.对于一定量的理想气体，下列四个论述中正确的是（）A.当分子热运动剧烈时，压强必变大B.当分子热运动剧烈时，压强可以不变C.当分子间的平均距离变大时，压强必变小D.当分子间的平均距离变大时，压强必变大解析：从微观来说，压强是单位时间内作用在单位面积上的冲量，即压强微观上由分子平均动能和分子数密度决定。
气体压强的微观解释
2．查理定律 (1) 宏观表现：一定质量的气体，在 体积保持不变时，温度升高，压强增 大，温度降低，压强减小． (2) 微观解释：体积不变，则分子密 度不变，温度升高，分子平均动能增 大，分子撞击器壁的作用力变大，所 以气体的压强增大．
3．盖—吕萨克定律 (1) 宏观表现：一定质量的气体，在 压强不变时，温度升高，体积增大， 温度降低，体积减小． (2) 微观解释：温度升高，分子平均 动能增大，撞击器壁的作用力变大， 而要使压强不变，则需影响压强的另 一个因素分子密度减小，所以气体的 体积增大．
气体压强的形成原因： 大量气体分子的频繁撞击形成的！
甲(一罐水)
乙（一罐气）
A
B
A
B
C D D
C
液体的压强： 1、液体重力产生 2、同一水平液面上压强相等
气体的压强： 1、大量气体分子频繁撞击产生 2、同一部分气体中压强处处相等 3、气体压强总是垂直于接触面
பைடு நூலகம்
3、不同深度处压强不等，越
深压强越大
一定质量的气体的压强P，
解析：
布朗运动是指悬浮颗粒因受 分子作用力不平衡而引起的悬浮颗粒 的无规则运动，选项A错误；气体分 子因不断相互碰撞其动能瞬息万变， 因此才引入了分子的平均动能，选项 B错误；气体分子不停地做无规则热 运动，其分子间的距离大于 10r0，因 此气体分子间除相互碰撞的短暂时间 外，相互作用力十分微弱，分子的运 动是相对自由的，可以充满所能达到 的整个空间，故选项C正确；气体分
一定质量的气体，下列叙述中正确的是( ) A．如果体积减小，气体分子在单位时间内对单 位面积器壁的碰撞次数一定增大 B．如果压强增大，气体分子对单位面积器壁的 压力一定增大 C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单 位面积器壁的碰撞次数一定增大 D．如果分子密度增大，气体分子在单位时间内 对单位面积器壁的碰撞次数一定增大
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八年高考热学试题分类训练【2002－2009】
（4）气体压强的微观解释
17．（04江苏）甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲<p乙，则
A．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度
B．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度
C．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能
D．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能
18．（06全国Ⅰ）下列说法中正确的是
A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
B．气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大
C．压缩一定量的气体，气体的内能一定增加
D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大
19．(06全国Ⅱ)对一定量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则
A．当体积减小时，N必定增加
B．当温度升高时，N必定增加
C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化
D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变
20．（07上海）有一压力锅，锅盖上的排气孔截面积约为7.0×10－6m2，限压阀重为0.7 N。
使用该压力锅煮水消毒，根据下列水的沸点与气压关系的表格，分析可知压力锅内的最高水温约为（大气压强为1.01×105 Pa）
A．100℃ B．112℃C．122℃D．124℃
21．（07天津）A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。
将两管抽成真空后，开口向下竖直插人水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止。
假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是
A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量
B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同
D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同
22．（07全国1卷）如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸之间无摩擦。
a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温（270C）中达到的平衡状态。
气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。
若忽略气体分子之间的势能，下列说法正确的是
A．与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B．与a态相比，b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大
C．在相同时间内，a、b两态的气体分子对活塞的冲量相等
D．从a态到b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体对外界释放了热量
23．（08全国1）已知地球半径约为6．4×106 m，空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压
约为1．0×105 Pa．利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为
A．4×1016 m3B．4×1018 m3 C．4×1030 m3D．4×1022 m3
24．（08全国2）对一定量的气体，下列说法正确的是
A．气体的体积是所有气体分子的体积之和
B．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高
C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少
25．（08宁夏）如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。
将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体逐渐流出。
在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。
关于这一过程，下列说法正确的是
A．气体分子的平均动能逐渐增大
B．单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多
C．单位时间气体分子对活塞的冲量保持不变
D．气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量。