气体知识拓展参考资料VIP专享VIP免费

1气体知识拓展一、气体分子运动的特点二、关于临界值问题三、关于温室效应四、蒸发与沸腾五、烟与雾一、气体分子运动的特点1）气体分子间距离较大，气体分子可看成无大小的质点，分子间作用力很微弱．2）气体分子除相互碰撞或跟器壁碰撞外不受力的作用，可在空间自由移动，充满所达到的空间，故气体无一定形状，也无一定体积．3）大量气体分子的热运动中，分子朝各个方向运动的机会均等，即气体分子沿各个方向运动的数目是相等的．4）大量气体分子的热运动中，分子速率按一定规律分布，呈现“中间多，两头少”；当温度升高时，速率小的分子数减少，速率大的分子数增加，仍然是“中间多，两头少”，只是分子的平均速率增大了．二、关于临界值问题理现象变化到某一状态时出现极限或某种转折，这就是问题的临界状态，满足与此相对应的条件称为临界条件．在解题时，若能善于捕捉并巧妙运用临界条件，则会使解题思路敏捷，少走弯路，少出差错．这种解题方法称为临界值法．下面仅以两个实例来说明临界值法在解决热学问题上的应用．1：粗细均匀的长直玻璃管，开口竖直向上，一段20cm长的汞柱封闭着56cm长的空气柱，在管长分别为m和m两种情况下，将管缓缓转到武器竖直向下时，管中封闭气柱的长度为多少（已知外界大气压强为？）2可以认为此过程中气体的温度保持不变．由于压强逐渐减小，由玻意耳定律可知气体的体积V将逐渐增大，故当玻璃管的长度不是足够长时，转动过程中有可能伴随着水银从管中溢出．因此，本题存在着一个临界条件，那就是玻璃管的长度？时恰无水银从管中溢出．因此，我们应首先求出这个临界条件，再将题目中所给、与求得的进行比较，讨论水银柱的溢出情况，求解出正确答案．得：．，为玻璃管中原有水银柱的长度，为管口竖直向上时封闭气柱的长度，为管口竖直向下且水银恰不溢出时管内封闭气柱的长度．．1），这种情况下当管转到开口竖直向下时不会有水银从中溢出，根据玻意耳定律得：2），这种情况下当玻璃管开口向下时肯定有水银从管中溢出，设最后管中剩余水银柱的长为，由玻意耳定律得：理解，可得：．3攻方向和思路．2：如图所示，长为的粗细均匀的长直玻璃管开口端竖直向上，在温度时，一段长为的水银柱封闭着长的空气柱．现对封闭气体缓缓加热（不考虑水银柱和玻璃管的受热膨胀现象），则为使水银柱能全部溢出管口，应使封闭空气柱的温度至少升至多高（已知外界大气压强）水银外溢之前，水银柱被封闭气体缓缓推动而上升过程中，封闭气体体积增大，压强不变，即发生的是等压膨胀过程，由盖·吕萨克定律可知，此过程中气体的无衡温度在逐渐升高．将不断减小，而体积将逐渐增大，气体的平衡温度T将随着与V乘积的变化而变化，当取最大值时，T也恰为最高平衡温度．此后，随着的继续减小（即气体压强的减小），将逐渐减小，所对应的气体的平衡温度T又会逐渐降低，这时，若由外界维持气体的温度不变的话，就会造成管内剩余的水银“自动”外溢的情景．因此，上述过程中，最大时所对应的温度是一个转折温度、临界温度，也就是我们本题中要求的温度．题过程〗如上图所示，设气体温度升至T时，管中尚有cm汞柱未溢出，由于本题中气体状态变化过程可以缓慢地进行，故可以应用理想气体状态方程求解．，，；，，．得：41：设，应用均值不等式，得：，即2：方程中，可以将T看作关于的一元二次方程的待定系数，由判别式求解．即：，即．在一个平衡温度的临界值，往往会得出水银柱刚好全部溢出时对应的封闭理想气体的平衡温度最高的错误认识，从而根据得出的错解．可见，抓住临界条件在解决实际总是中显得多么的重要．另外，本题中求解的方法还有很多，如利用二次函数求极值法、函数图象求极值法等等，请同学们自己试着做一做，这样，可以帮助我们从多个角度加深对物理过程的理解．三、关于温室效应太阳温度极高，以致可见光波段都有很强的辐射；地球温度低，其向外的辐射主要集中于远红外波段．20亿分之一投射到地球大气层，总功率为．其中30％被大气层反射到宇宙空间，23%被大气吸收，只有47％约的功率到了地表．按地球能量收支平衡，地球的平均温度约为－18，但实际上的平均温度约...