一、探究一定質量的理想氣體壓強P、體積V、溫度T之間關係
採用的是控制變量法
1.等溫變化,波意耳定律
(1)微觀解釋:一定質量的某種氣體,溫度保持不變時,分子的平均動能是一定的,在這種情況下體積減小時,分子的密集程度增大,氣體的壓強就增大。
(2)適用條件:質量一定(氣體分子數目一定,即物質的量一定)壓強不太大,溫度不太低。
(3)圖像表達:P-V圖像。
2. 等容變化,查理定律
(1)微觀解釋:一定質量的某種氣體,體積保持不變時,分子的密集程度保持不變,在這種情況下,溫度升高時,分子的平均動能增大,氣體的壓強就增大。
(2)適用條件:質量一定,溫度不太低,壓強不太大。
(3)圖像表達P-T圖像。
3.等壓變化,蓋-呂薩克定律
(1)微觀解釋:一定質量的某種氣體,溫度升高時,分子的平均動能增大,只有氣體的體積同時增大,使分子的密集程度減小,才能保持壓強不變。
(2)適用條件:質量一定,壓強不太大,溫度不太低。
(3)圖像表達:V-T圖像。
重點重複:
(1)等溫變化中的圖線為雙曲線的一支,等容、等壓變化中的圖線均為過原點的直線。原點附近為虛線,表示溫度太低了,規律不能滿足。
(2)三幅圖中雙線表示同一氣體在不同狀態下的圖像曲線,虛線表示判斷狀態關係的兩種方法。
(3)對等容、等壓變化,如果橫軸物理量是攝氏溫度,那麼圖線與縱軸交點坐標為-273.15℃。
二、理想氣體狀態方程
(1)宏觀上:嚴格遵守三個實驗定律的氣體,在常溫常壓下,用作實驗的氣體可以看成理想氣體。
微觀上:分子間的作用力可以忽略不計,所以一定質量的理想氣體的內能只與溫度有關,與體積無關。
(2)理想氣體,由於不考慮分子間的相互力,理想氣體的內能僅由溫度和分子總數決定,與氣體的體積無關。
(3)對一定質量的理想氣體有理想氣體狀態方程。
三、氣體壓強的微觀解釋
(1)氣體壓強定義:是由大量氣體分子對器壁頻繁的碰撞而產生的。壓強大小與氣體分子單位時間內,對器壁單位面積的碰撞次數有關。
(2)氣體壓強的決定因素:
由氣體分子的平均動能,從宏觀上看由氣體的溫度決定;
由單位體積內的分子數,即分子密度,從宏觀上看由氣體的體積決定。(3)容器中的氣體分子在高速無規則運動時,容器壁受到分子的撞擊更加劇烈。每個分子撞擊容器壁產生的力是短暫的、不連續的,但容器壁受到大量分子頻繁的撞擊,就會受到一個穩定的壓力,從而產生壓強。
氣體分子的運動是無規則的,氣體分子向各個方向運動的頻率相同,對每個容器壁的撞擊效果也相同,因此氣體內部壓強處處相等。
氣體溫度升高時,高速率的氣體分子數增多,整體上分子運動更加劇烈,分子使容器壁受到的撞擊更加頻繁,導致氣體的壓強增大。
四、飽和汽與飽和氣壓
(1)在單位時間內回到液體中的分子數等於從液面蒸發飛出去的分子數,這時汽(蒸氣)的密度不再增大,液體也不再減少,液體和氣之間達到了平衡狀態,這種平衡叫做動態平衡。
我們把跟液體處於動態平衡的汽叫做飽和汽,把沒有達到飽和狀態的汽叫做未飽和汽。
在一定溫度下,飽和汽的壓強一定,叫做飽和氣壓。未飽和汽的壓強小於飽和氣壓。
(2)飽和氣壓影響因素:與溫度有關,溫度升高,飽和氣壓增大;飽和氣壓與飽和氣的體積無關。
五、空氣的溼度
(1)空氣的絕對溼度:用空氣中所含水蒸氣的壓強來表示的溼度叫做空氣的絕對溼度.
(2)空氣的相對溼度:
相對溼度更能描述空氣的潮溼程度,它是影響蒸發快慢,以及影響人們對乾爽與潮溼感受的重要因素。
(3)乾濕泡溼度計:兩溫度計的示數差別越大,空氣的相對溼度越小。