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【中图分类号】G434【文献标识码】B 【文章编号】1001-4128（2010）12-0092-01
对于一定质量的气体的变化问题是高考物理中的一个重要题型。气体在发生变化时，气体的体积V、气体的压强P、气体的温度T，一般都要发生变化，而且伴随着气体作功、热传递而引起的气体内能的变化，因此考查的物理量较多涉及的问题较多，从而使一些学生感到为难。解决气体变化问题，首先要明确四个重要知识依据，第一个是热力学第一定律Δu=W+Q，第二个是物体内能u=nEk+nEp，第三个是一般一定量的气体变化时遵守克拉伯龙方程PVT=常数，第四个是气体产生压强的微观计算公式P=nFS。解决气体变化问题，常规思路有三个：
例如：对于一定质量的常温常压下气体，如果其压强不变，而体积增大，那么它一定从外界吸收热量。这个说法对吗？
第一实验观察法。如图（1）汽缸口朝上，活塞质量为m，横截面积为s，光滑活塞在气缸中封闭一定量的气体，当用火焰对气缸加热时，我们会看到活塞缓慢上升，封闭气体体积增大，而气体的压强保持不变，即P内=P0+mgs一定，很明显在这个过程中，气体从外界吸收了热量。
第二宏观公式法。根据克拉伯龙方程对于一定量的气体，PVT=常数，气体压强P一定，体积V增大，则气体温度T也一定增大，气体分子平均动能EK变大，又气体体积V增大，气体分子间距离r＞r0，且r增大，分子势能Ep增大，由物体的内能公式u=nEk+nEp，知气体内能u变大，Δu为正值。气体体积变大气体对外界做功，W为负值，再由热力学第一定律：Δu=W+Q，Q必为正值，即气体一定从外界吸收热量。
第三微观公式法：根据气体压强是大量的气体分子持续不断地撞击器壁產生的，气体压强的微观表达式P=nEs，S指单位面积，n指每一瞬时气体分子撞击器壁单位面积上的个数，F指一个分子撞击器壁的平均冲力。由于气体的体积变大，密度变小，撞击器壁的分子个数往少处发展，因此要保证气体压强不变，气体分子必须运动激烈，一方面增加碰撞机率，另一方面增大了平均撞击力F，而要使气体分子运动激烈，又必须使气体温度升高。怎样使气体温度升高呢？由于气体体积变大，气体对外作功，因此要使气体温度升高，气体只能依靠从外界吸收热量来实现。
对于一般的气体变化问题，我们可以从这三个常规思路去想涉及的问题可以得到很好地解决。
下面我们看一道2007年全国高考理综试题：
如图（2）所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，汽缸口朝上，活塞与汽缸壁之间无摩擦，a态是汽缸放在盛有冰水混合物的玻璃缸中气体达到的平衡状态，b态是汽缸从玻璃缸中移出后，在室温（27℃）中达到的平衡状态，气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变，若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是（）
A、与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B、与a态相比，b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大
C、在相同时间内，a、b两态的气体分子对活塞的冲量相等
D、从a态到b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体向外界释放了热量
解析：封闭气体从a状态到b状态，由于周围温度变高，故封闭气体要从周围缓慢吸收热量，气体温度缓慢升高，分子运动激烈，从而使气体分子碰撞器壁的机率增多，平均撞击力变大，活塞缓慢上移，封闭气体作缓慢的等压膨胀，气体体积变大，气体对外界作功，故D错。根据气体压强微观公式，气体压强不变，PS一定，则PS=nF一定，n与F成反比，a态气体温度低，分子运动不激烈，分子平均冲击力较小，因此每一瞬时撞击活塞的个数较多，故A正确。由于PS一定，因此由PSt可知，单位时间内单位面积上气体分子撞击冲量也不变。故C正确，B错误。
对于一定质量的气体的变化问题是高考物理中的一个重要题型。气体在发生变化时，气体的体积V、气体的压强P、气体的温度T，一般都要发生变化，而且伴随着气体作功、热传递而引起的气体内能的变化，因此考查的物理量较多涉及的问题较多，从而使一些学生感到为难。解决气体变化问题，首先要明确四个重要知识依据，第一个是热力学第一定律Δu=W+Q，第二个是物体内能u=nEk+nEp，第三个是一般一定量的气体变化时遵守克拉伯龙方程PVT=常数，第四个是气体产生压强的微观计算公式P=nFS。解决气体变化问题，常规思路有三个：
例如：对于一定质量的常温常压下气体，如果其压强不变，而体积增大，那么它一定从外界吸收热量。这个说法对吗？
第一实验观察法。如图（1）汽缸口朝上，活塞质量为m，横截面积为s，光滑活塞在气缸中封闭一定量的气体，当用火焰对气缸加热时，我们会看到活塞缓慢上升，封闭气体体积增大，而气体的压强保持不变，即P内=P0+mgs一定，很明显在这个过程中，气体从外界吸收了热量。
第二宏观公式法。根据克拉伯龙方程对于一定量的气体，PVT=常数，气体压强P一定，体积V增大，则气体温度T也一定增大，气体分子平均动能EK变大，又气体体积V增大，气体分子间距离r＞r0，且r增大，分子势能Ep增大，由物体的内能公式u=nEk+nEp，知气体内能u变大，Δu为正值。气体体积变大气体对外界做功，W为负值，再由热力学第一定律：Δu=W+Q，Q必为正值，即气体一定从外界吸收热量。
第三微观公式法：根据气体压强是大量的气体分子持续不断地撞击器壁產生的，气体压强的微观表达式P=nEs，S指单位面积，n指每一瞬时气体分子撞击器壁单位面积上的个数，F指一个分子撞击器壁的平均冲力。由于气体的体积变大，密度变小，撞击器壁的分子个数往少处发展，因此要保证气体压强不变，气体分子必须运动激烈，一方面增加碰撞机率，另一方面增大了平均撞击力F，而要使气体分子运动激烈，又必须使气体温度升高。怎样使气体温度升高呢？由于气体体积变大，气体对外作功，因此要使气体温度升高，气体只能依靠从外界吸收热量来实现。
对于一般的气体变化问题，我们可以从这三个常规思路去想涉及的问题可以得到很好地解决。
下面我们看一道2007年全国高考理综试题：
如图（2）所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，汽缸口朝上，活塞与汽缸壁之间无摩擦，a态是汽缸放在盛有冰水混合物的玻璃缸中气体达到的平衡状态，b态是汽缸从玻璃缸中移出后，在室温（27℃）中达到的平衡状态，气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变，若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是（）
A、与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B、与a态相比，b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大
C、在相同时间内，a、b两态的气体分子对活塞的冲量相等
D、从a态到b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体向外界释放了热量
解析：封闭气体从a状态到b状态，由于周围温度变高，故封闭气体要从周围缓慢吸收热量，气体温度缓慢升高，分子运动激烈，从而使气体分子碰撞器壁的机率增多，平均撞击力变大，活塞缓慢上移，封闭气体作缓慢的等压膨胀，气体体积变大，气体对外界作功，故D错。根据气体压强微观公式，气体压强不变，PS一定，则PS=nF一定，n与F成反比，a态气体温度低，分子运动不激烈，分子平均冲击力较小，因此每一瞬时撞击活塞的个数较多，故A正确。由于PS一定，因此由PSt可知，单位时间内单位面积上气体分子撞击冲量也不变。故C正确，B错误。