14、气体的状态及状态参量

(1)气体的平衡状态：气体的分布不随时间而变时，气体所处的状态，称之为气体的平衡状态。

(2)气体的状态参量

①温度：温度是气体分子无规则热运动平均动能的标志。是气体内分子无规则热运动激烈程度的反映。

②体积：气体的体积就是指气体分子所能达到的空间，也就是气体所充满的容器的容积。

③压强(1)气体的压强：指的是气体对容器器壁的压强，是器壁单位面积上受到的压力。

(2)单位：国际单位制中，压强的单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa。

1Pa＝1N/m²

(3)气体压强的微观意义

A气体压强的产生原因：是大量气体分子与器壁碰撞作用在器壁单位面积上的平均作用力。

B与气体压强有关的因素

气体分子的密集程度(单位体积内的分子数n)　　 n↑→P↑

a、微观的角度

气体分子的平均动能　　　　　　　 　　　　　　　　 v↑→P↑

气体密度ρ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ρ↑→P↑

b、宏观的角度

气体温度T　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　 T↑→P↑

气体的压强，指的是气体对于容器器壁的压强，是器壁单位面积上受到的压力。

13、理想气体及其内能

(1)气体膨胀时对外做功，压缩时外界对气体做功

(2)理想气体

(3)理想气体的分子势能不随体积的变化而改变

(4)理想气体的内能变化由温度决定

12、改变内能的两种方式

(1)做功可以改变物体的内能：外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少。

(2)热传递可以改变物体的内能

①热传递：没有做功而使物体内能改变的物理过程，叫做热传递。

发生热传递的条件：存在温度差。

热传递的方式：传导、对流和辐射。

②热传递可改变物体的内能

物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。

(3)内能改变的量度

①做功使物体的内能发生改变的时候，内能的改变就用功的数值来量度。

②热传递使物体的内能发生改变的时候，内能的改变是用热量来量度。

(4)做功和热传递对改变物体内能的等效性

①)做功和热传递对改变物体内能的等效性

②做功和热传递在能量改变上存在本质区别

做功：

热传递：

(5)内能和热量的区别

内能与物体的状态(温度和体积)有关，是状态量，与状态对应。

热量是热传递过程中内能变化的量度，是过程量，与状态变化相联系。

例题：下列叙述中正确的是(　　 )

A．物体的内能与物体的温度有关，与物体的体积无关

B．.物体的温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈

C．物体体积改变，内能可能不变

D．物体被压缩时，内有可能减少

解析：由于物体所属不具体，因此，判断时首先考虑到一般物体(固体、液体、非理想气体)，还要考虑到特殊物体(理想气体)，其次，要根据一般物体和理想气体的内能关系，分别判知，A错，B、C、D正确。

例题：以下说法正确的是(　 　　　)

A．机械能为零，内能不为零是可能的

B．温度相同，质量相同的物体具有相同内能

C．温度越高，物体的内能越大

D．0℃的冰的内能比等质量的0℃的水内能大

解析：A．正确，因为机械能为零，但内能不能为零；

B．不正确，因为物体的内能由物体的温度、体积、物态等因素决定；

C．不正确，原因同上；

D．由于0℃的冰的体积比0℃的水大，温度相同，有的同学错认D正确，实际上有较为复杂的反常膨胀的现象，我们用体积来讨论其内能是不适合的，我们可以从能量角度来讨论.因为0℃的冰熔化为0℃的水要吸收热量或对它做功，所以有其他形式的能转化为内能或内能转移给冰，所以0℃的水的内能比等质量的0℃的冰的内能大，所以D不正确。

11、物体的内能

(1)物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的热力学能，也叫内能。

(2)任何物体都具有内能

(3)与物体的内能有关的因素

从微观上看：内能由分子的平均动能、分子势能和分子总数共同决定；

从宏观上看：内能取决于物体的温度、体积、摩尔数和物态。

内能与其它能量一样，同样是状态量，因而内能由物体的状态决定。

(4)内能与机械能的区别

①两者反映的能量不同

②两者的数值不同

③两者的变化情况不同

④两种形式的能量之间可以相互转化

10、分子势能

(1)分子势能：由于分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的相对位置决定的势能。

(2)分子势能的特点

①r＞r₀→F为引力，r↑→E_P↑，r↓→E_P↓

②r＜r₀→F为斥力，r↑→E_P↓，r↓→E_P↑

③r＝r₀→F＝0，分子势能最小

当它们之间的距离发生变化时，相互作用力如果是做正功，势能要减小，如果是做负功，势能要增大。

(3)分子势能跟物体的体积有关：分子势能跟物体的宏观体积有关。

9、分子的动能　 温度

(1)运动的分子具有动能：做热运动的分子具有动能。

(2)分子热运动的平均动能：物体里所有分子的动能的平均值，叫做分子热运动的平均动能。

(3)温度的微观含义

①温度的微观含义：温度是物体分子热运动的平均动能的标志。

②说明：温度是宏观统计量；同一温度下，不同物质的分子平均动能一定相同。

8、固体、液体和气体的分子运动情况

(1)固体分子的运动情况

固体子间距离数量级在10^－10m，分子之间作用很大，绝大部分分子只能在各自平衡位置附近做无规则的振动。因而固体有一定的形状和体积。

(2)液体分子的运动情况

液体分子间有较强的作用力，分子无规则运动主要表现为在平衡位置附近振动。分子也存在移动性。所以液体在宏观上有一定的体积，而又有流动性，没有固定的形状。

(3)气体分子的运动情况

气体分子间距离的数量级在10^－9m，分子间除碰撞时有相互作用力外，彼此之间一般几乎没有分子作用力，分子在两次碰撞之间是自由移动的。所以气体在宏观上表现出没有一定的体积形状，可以充满任何一种容器。

7、分子间的相互作用力

(1)　　 分子间同时存在相互作用的引力和斥力

(2) 分子间的相互作用力是引力和斥力的合力

(3)分子间的作用力随距离变化的特点

①分子间引力和斥力随距离变化的特点

　 　　　　 F_斥↓

r↑→

　　　　　　　 F_斥↑

r↓→

　 　　　　　 F_引↑

②分子间的作用力与分子间距离的关系

a、当r＝r₀时，引力和斥力相等，分子力F＝0，此时分子所处的位置为平衡位置。r₀的数量级为10^－10m，如甲图；

b、当r＜r₀时，斥力大于引力，分子力F表现为斥力，如乙图；

c、当r＞r₀时，引力大于斥力，分子力F表现为引力，如丙图。

(4)分子间作用力的范围

当分子间距离r大于10^－9m时，分子力可以忽略不计。

6、热运动：分子的无规则运动叫热运动。

5、布朗运动

(1)布朗运动：悬浮微粒在液体中所做的无规则运动，叫做布朗运动。

(2)影响布朗运动的因素

①颗粒的大小：颗粒越大，布朗运动越不明显。颗粒越小，布朗运动越明显。

②温度的高低：温度越高，布朗运动越激烈。温度越低，布朗运动越不明显。

(3)布朗运动的特点

①布朗运动是无规则的，课本中的图线还是颗粒的运动轨迹；

②各种小颗粒均可做布朗运动；

③颗粒越小、温度超高，布朗运动越明显；

④布朗运动绝不会停止。

(4)布朗运动的产生原因

布朗运动的形成原因是液体中的颗粒受到液体分子碰撞的不平衡造成的，分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动根本原因。

(5)布朗运动反映的实质

布朗运动既不是液体分子的运动，也不是颗粒分子的运动。布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动。布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性

例题：关于布朗运动的下列说法中，正确的是(　C　)

A．布朗运动就是分子的运动

B．布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映

C．布朗运动是液体或气体分子无规则运动的反映

D．观察时间越长，布朗运动就越显著

E．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动

解析：布朗运动指的是悬浮在液体或气体里的固体微粒的运动，不是分子本身的运动，所以A错；

布朗运动是由于液体或气体分子无规则运动碰撞固体微粒产生的，因此可以从布朗运动间接反映液体或气体分子的无规则运动，所以B错，C正确。

布朗运动的激烈程度与固体微粒的大小及温度有关，与观察时间长短无关，所以D是错误的。

本题正确的答案：C