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GAOZHONGWULIGONGSHIDINGLIDINGLUTUBIAO
高中物理公式、 定理、 定律图表
第七章 气 体
知识网络
温度
状态参量 体积
压强
玻意耳定律
气体 实验定律 查理定律
盖—吕萨克定律
理想气体的状态方程
气体热现象的微观意义
概述： 1. 本章以气体为研究对象， 首先从宏观角度， 通过实验获得了气体的三个实验定律， 在
此基础上推出了理想气体的状态方程， 最后运用微观理论对上述内容进行了很好的解释. 本章
内容是热学部分的重点内容.
2. 对气体的研究是通过对气体的状态及其状态变化的研究来实现的. 而气体的状态由气体
的温度、 体积、 压强这三个参量来决定. 其中气体压强的确定始终是本章知识应用的难点. 一定
要多加练习.
98第七章 气 体
一、 气体的三种变化
一、 知识图解
温度
状态参量 体积： 气体体积与盛装气体的容器的容积相同
压强： 气体的压强是气体对单位面积器壁的压力
实验： 探究气体等温变化的规律
内容： 一定质量的某种气体， 在温度不变的情况下， 压强与体积成反比
玻意耳定律
表达式： pV=C或pV=pV
1 1 2 2
等温变化图象
气
体
内容： 一定质量的某种气体， 在体积不变的情况下， 压强与热力学温度
实
验 成正比
定
律 p p
查理定律 表达式： 1 = 2 =C （常量）
T T
1 2
等容变化图象
内容： 一定质量的某种气体， 在压强不变的情况下， 其体积与热
力学温度成正比
V V
盖—吕萨克定律 表达式： 1 = 2 =C （常量）
T T
1 2
等压变化图象
二、 重要知识剖析
1. 压强
气体压强的确定要根据具体情况采取连通器原理、 平衡条件、 牛顿第二定律等规律计算.
单位： 帕斯卡 （SI制）， 符号Pa.1Pa＝1N/m2. 常用单位及换算关系： 1atm （标准大气压） ＝76cmHg＝
1.013×105Pa.
2. 三个气体实验定律的适用条件 要点提示:
温度不太低、 压强不太大.
三个定律中， C 泛
3. 玻意耳定律 指比例常数， 不同条件
pV=C定律中， C是常量， 与系统的温度和气体的质量有关， 温度不 下， C 的数值不一定相
同.
同、 质量不同、 种类不同的气体， C的数值不一定相同.
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（1） 等温线
p p 要点提示:
T
T 1
T 2 1 T 2 一定质量的气体在
不同温度下的等温线是
1
O O 不同的， 如左图T＞T.
V V 1 2
（2） 等容线
p p
V 2 V 2 一定质量的气体在
p 0 V 1 V 1 不同体积下的等容线是
不同的， 如图V＞V.
1 2
O
-273℃O t/℃ T/K
（3） 等压线
V/m3
V/m3
p 2 p 2
V p 1 p 1 一定质量的气体在
0 不同压强下的等压线是
不同的， 如图p＞p.
1 2
O
-273℃ O t/℃ T/K
4. 应用玻意耳定律解题的一般步骤
（1） 确定研究对象， 并判断是否满足玻意耳定律的条件.
（2） 确定始末状态及状态参量.
（3） 列方程求解. 有时还要列其他辅助方程.
三、 学习方法引导
例题 粗细均匀的玻璃管一端封闭， 长为12 cm. 一个人手持玻璃管开
口向下竖直潜入水中， 当潜到水下某深度时看到水进入玻璃管口2 cm，
要点提示:
求人潜入水中的深度. （取水面上大气压强为p=1.0×105Pa， g=10 m/s2）
明确研究对象， 确 0
认温度不变， 找准初末 解析：确定研究对象为被封闭的一部分气体， 玻璃管下潜的过程中气
状态， 正确确定压强是 体的状态变化可视为等温过程.
运用玻意耳定律的关键. 解： 设潜入水下的深度为 h， 玻璃管的横截面积为 S. 气体的初末状态
参量分别为
初状态： p=p V=12 S
1 0 1
末状态： p=p+ρgh V=10 S
2 0 2
p 10 S
由玻意耳定律pV=pV 得 0 =
1 1 2 2 p+ρgh 12 S
0
解得： h=2 m
100第七章 气 体
二、 理想气体的状态方程
一、 知识图解
理想气体： 严格遵守气体实验定律， 不考虑分子势能的气体
理想气体的状态方程
pV pV pV
理想气体状态方程： =C （恒量） 或 1 1 = 2 2
T T T
1 2
二、 重要知识剖析
1. 理想气体 要点提示:
（1） 理想气体是一种理想化模型， 是对实际气体的科学抽象. 理想气体在任何温
（2） 实际气体， 在压强不太大、 温度不太低的情况下， 可以近似看成 度、 任何压强下都严格
理想气体.
遵从气体实验定律.
（3） 理想气体分子间势能为零， 理想气体的分子的总动能就是理想气
体的内能.
2. 理想气体状态方程 还可以推导出气体
pV pV pV 的密度与状态参量的关
（1） 表达式： =恒量或 1 1 = 2 2 ， 其中的恒量由气体的种类和
T T 1 T 2 系为 p 1 = p 2 .
ρT ρT
质量决定. 1 1 2 2
（2） 适用条件： 一定质量的理想气体.
3. 理想气体状态方程的推论
一定质量的理想气体 （p、 V、 T）， 若分成n个状态不同的部分 （p、 左式对一些变质量
0 0 0 1
问题 （充气、 抽气、 气
V、 T； p、 V、 T； …p、 V、 T） 则以下方程成立.
1 1 2 2 2 n n n 体迁移等） 用此关系式
pV pV pV pV
0 0 = 1 1 + 2 2 +…+ n n 处理很方便.
T T T T
0 1 2 n
4. 解题步骤
（1） 分析题意， 选取研究对象.
（2） 分析变化过程， 确定初、 末状态， 用状态参量描述状态. 其中对
压强的分析是关键， 要注意与力学知识的结合， 对有联系的两部分气体， 注意： 各物理量符号
的脚码使用要有规律.
注意找出它们之间压强或体积之间的关系.
（3） 统一单位代入数据求解.
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三、 气体热现象的微观意义
一、 知识图解
气体分子运动的特点
气体热现象的微观意义 气体压强的微观解释
对气体实验定律的微观解释
二、 重要知识剖析
1. 气体分子运动的特点
（1） 气体分子之间的距离大约是分子直径的10倍， 由分子力作用特点可知， 气体分子间的作用力十
分微弱. 通常认为， 气体分子除了相互碰撞或者碰撞器壁外， 不受力的作用， 可以在空间自由移动， 因
而气体可以充满它所能达到的空间.
（2） 分子的运动杂乱无章， 在某一时刻， 向着任意方向运动的分子
都有， 而且数目基本相等.
（3） 气体分子运动的速率很大， 常温下大多数气体分子的速率都达 小贴士： 热现象与大
量分子热运动的统计
到数百米每秒. 离开这个数值越远， 分子数越少， 表现为 “中间多， 两
规律有关.
头少” 的分布规律. 这是对大量分子用统计方法得到的统计规律.
（4） 定量分析可得出： 理想气体的热力学温度与分子的平均动能成
正比. 即T=aE， 这表明温度是分子平均动能的标志.
k
2. 气体压强的微观解释
单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的， 大量分子频繁的碰撞器壁， 就对器壁产生了持续、 均匀的压力.
所以从分子动理论观点来看， 气体压强就是大量气体分子作用在单位面积器壁上的平均作用力. 气体的
压强是由单位体积的分子数和气体分子的平均动能决定的.
3. 对气体实验定律的微观解释
小贴士： 从宏观上看，
（1） 温度不变时， 分子的平均动能是一定的. 在这种情况下， 体积
一定质量的气体仅温
减小时， 分子的密集程度增大， 气体的压强就增大. 度升高或仅体积减小
（2） 体积不变时， 分子的密集程度不变. 在这种情况下， 温度升高 都会使压强增大， 没
有区别. 但从微观上
时， 分子的平均动能增大， 气体的压强就增大.
看， 这两种情况是有
（3） 温度升高时， 分子的平均动能增大. 只有气体的体积同时增大，
区别的.
使分子的密集程度减小， 才能保持压强不变.
仅气体温度升高时， 由于气体分子运动加剧， 分子的平均速率增大， 分子撞击器壁的作用力增大，
故压强增大. 仅体积减小时， 虽然分子的平均速率不变， 分子对器壁的撞击力不变， 但单位体积内的分
子数增多， 单位时间内撞击器壁的分子数增多， 故压强增大， 所以这两种情况虽然宏观的效果是一样
的， 但从微观的角度看是有区别的.
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