如何理解气体的压强公式(如何理解气体的压强和压强)

学前教育 2024-09-18 21:38:01 996 教育网

在高中物理与热学模块中，以下三个公式是核心考点：

这是一个考验点，也是一个难点。很多同学不明白为什么温度不变的情况下压力与体积成反比，体积不变的情况下为什么压力与温度成正比。因此，不使用公式或经常使用错误的公式。其实这是因为你没有完全理解气体压力的概念。今天我们就来彻底的解释一下。

固体的压强

在谈论气体之前，我们先谈谈固体。当台面上放置重物时，接触面的压力是如何产生的？每个人都知道这一点，因为重物会对桌子产生压力。压力除以接触面积就是压力。换句话说，压力是单位面积上的压力。在上面的例子中，压力直接来自重量。

气体的压强

无论是气体还是固体，压力的本质其实都是一样的，就是单位面积的压力。人们之所以认为固体压力容易理解而气体压力难以理解，是因为不清楚气体压力中的压力到底是多少。

气体是一组不断进行热运动的分子，这些分子会不断撞击含有气体的容器壁。每个分子撞击一次就相当于对容器壁施加了一个力，尽管这个力很小并且施加的时间很短。但“人”太多了，我们受不了。气体分子如此之多，以至于它们不断撞击容器壁。其结果相当于对容器壁施加稳定的压力。这个压力除以容器壁的面积就是气体的压力。

我们举一个生动的例子来进一步说明这种压力：

大家都玩过拔河比赛。如果两方同时拉绳子，则拉力最强的一方获胜。看起来绳子的两端都会持续受到拉力，但如果我们看其中一位运动员发力的过程，其实是不连续的。他不断地向前移动双脚，每次都将绳子向后拉。刚刚拉了绳子。不过人很多，而且每个人拉动的次数都比较多，所以看起来绳子上施加着持续稳定的拉力。

每个运动员相当于一个气体分子，绳子相当于容器壁，绳子上的拉力相当于容器壁上的压力。每个分子提供的力是不连续的，作用时间很短。但当分子数量较多、频率较快时，可视为向容器壁提供稳定的力。

因此气体压力=气体分子撞击容器壁的力/容器壁的面积

影响压强的因素

首先，我们来分解一下“气体分子撞击容器壁的力”。这个力=单位时间内撞击容器壁的分子数*每个分子的力。这个拆解很明显了，就不赘述了。

将反汇编结果代入上式可得：

压力=单位时间内撞击容器壁的分子数*每个分子的力/容器壁面积

我们来一一分析这三个因素：

单位时间撞击容器壁的分子数：单位时间撞击容器壁的分子数与气体的质量有关。气体质量越大，气体分子越多，单位时间内撞击容器壁的分子就越多。因此，分子的数量可以用质量来表示。单个分子的冲击强度：单个分子的冲击强度与分子的冲击速度有关。温度越高，分子运动越快，冲击强度越大。因此，冲击力可以用温度来表示。容器壁的面积：为了简单起见，我们假设容器是一个球体。体积越小，容器壁的面积就越小。因此，冲击表面积可以用体积来表示。基于以上分析，我们的公式进一步改写为：

压力=气体质量*温度/体积

三大定律

我们来分析一下文章开头的三个定律。

波义耳定律：压力=气体质量*温度/体积，当质量和温度不变时，体积越小，分母越小，数值越大，即压力越大。查尔斯定律：压力=气体质量*温度/体积。当质量和体积不变的情况下，温度越高，相当于分子越大，其值也越大，即压力越大。盖-吕萨克定律：压力=气体质量*温度/体积。当质量不变的情况下，如果想要压力不变，就相当于保持数值不变。分子和分母必须按相同比例增加或减少。因此，当压力保持恒定时，体积与温度成正比。

总结

公式“压力=气体质量*温度/体积”非常重要。一旦理解了，在分析压力相关的问题时就一定不会出错。有不明白的地方请评论或私信，我们会尽快回复。

另外，写这篇文章的目的也是为了让我们即将参加高考的同学能够理解核心概念并正确回答问题。不欢迎你和我评论一些鸡毛蒜皮的事情，只要表明你的心意就好~

如何理解气体的压强公式(如何理解气体的压强和压强)

固体的压强

气体的压强

影响压强的因素

三大定律

总结

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