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气体压强的宏观与微观计算

热学是历年高考中的一个热点，而气体压强的宏观与微观计算又

是热点中的难点。其考查内容既涉及到压强的宏观与微观表达式，

又可联系分子动理论、热力学定律、牛顿力学等知识。

结合2009年和2008年全国卷一试题看：

1.（2009年全国卷一）下列说法正确的是（a）

a.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上

的平均作用力

b.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上

的平均冲量

c.气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小

d.单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大

2.（2008年全国卷一）已知地球半径约为6.4×106m，空气的摩

尔质量约为29×10-3kg/mol，一个标准大气压约为1.0×105pa。

利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为(b)

a.4×1016m3b.4×1018m3

c.4×1020m3d.4×1022m3

2009年考察了气体压强的微观解释，2008年考察了大气压强的

宏观解释，因此学会气体压强的宏观与微观计算是学好热学的关

键。由于课本并没有给出气体压强微观表达式，因此下面我就总结

一下压强的几种表达形式：

1.宏观上讲大气压强是由于地球大气的重力产生的。计算公式：

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（f为大气重力，s为地球表面积）；

2.从微观角度看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体

分子的平均动能，一个是分子的密集程度。气体分子的平均动能越

大，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，气体压强就越大。

而温度是分子平均动能的标志，可见气体的压强跟温度有关。气体

分子越密集，每秒撞击器壁单位面积的分子越多，气体的压强就越

大。一定质量的气体，体积越小，分子越密集，可见气体的压强跟

体积有关。计算公式：（为常量，为分子密度即分子密集程度,为热

力学温度）；

3.气体压强的另一微观解释：按照气体分子热运动的理论，气体

对器壁的压力是由于分子对器壁的碰撞产生的。气体的体积越小，

分子越密集，一定时间撞到单位面积器壁的分子就越多，气体的压

强就越大。气体体积保持不变时，分子的疏密程度也不改变。温度

升高时，分子的热运动变得激烈，分子的平均动能增大，撞击器壁

时对器壁的作用力变大，所以气体的压强增大。计算公式：（为单

位时间撞到单位面积器壁的分子数，为每个分子平均撞击力）。

综合上述分析可得：宏观上，微观上（）或（）

例题：

1.同上2008年全国卷一试题

【解析】已知地球标准大气压和地球半径求出地球表面积，由（f

为大气重力，s为地球表面积），求出地球大气的重力，进而计算地

球大气的质量。再根据标况下气体的摩尔质量和体积，可求出地球

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大气的体积。

2.如图，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右

两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝。气

缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现

给电热丝提供一股微弱电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气

体再次达到平衡时，与初始状态相比（bc）

a．右边气体温度升高，左边气体温度不变

b．左右两边气体温度都升高