压强产生的微观原因（气体压强的产生原因是分子斥力吗）

​一、讨论缘起​

昨天，在某QQ教学讨论群，有一个朋友坚持认为：

​气体压强的产生原因是分子斥力。

这个说法显然跟我们习惯说法是不一致的。我们习惯的说法是：

​气体压强的产生原因是分子无规则运动。​

那么两种说法的各自依据是什么？对各自依据又如何评判？为什么要讨论压强的产生原因？讨论压强的产生原因应当定位于何种层次？气体压强产生的原因到底是什么？

今天，号主尝试着回答上面问题，也邀请手机屏幕前的你参与讨论，请把你的讨论写在留言区。

二、两种说法的各自依据​

习惯说法“气体压强的产生原因是分子无规则运动”，支持这种说法的依据来自于教材。

03版教材以撒豆类比演示实验说明气体分子频繁撞击器壁会产生压力，继而产生压强，并且半定量的说明：压强大小影响因素有两个：分子数密度和无规则运动的平均动能。对于生源素质较好的班级，教师还可能引导学生构建理想气体模型、设置物理量、再构建数学模型，继而推理推导气体压强与上面两因素的定量数学表达式。

正是基于教材上面有关内容，结合整个热学的大概念提取，于是总结出了大家普遍认可的说法：气体压强的产生原因是分子无规则运动。

坚持认为气体压强的产生原因是分子斥力的老师，并不否定前述教材内容，但是否定由教材内容总结出来的习惯说法。推理依据如下：

宏观固体压强的产生原因是压力，即由于直接接触和弹性形变而产生。显然，根据分子运动论，从微观而言，分子之间是不可能“直接接触”的，一个分子向另一个分子靠近要受到分子斥力作用而减速、改变方向、反向加速，继而类似发生了“弹性碰撞”。所以，没有分子斥力，就不可能发生“弹性碰撞”。另外，讨论压强的产生原因就是要讨论这个“压力”的产生原因，分子之间的作用力显然不是宏观上的弹力，考虑到分子靠近器壁后“反弹”，那么这个作用必定是分子斥力。

​三、对各自依据的评论

通过上面讨论，两种说法及其依据各有立足点，难分高下与对错。在号主看来，这两种说法及其依据显然是兼容的，并不存在严重的、本质的冲突。

习惯说法显然是考虑“热学”这门学科的特点，即从提取学科大概念视角而指出气体压强的产生原因是无规则运动，“分子无规则运动”显然是分子运动论、热学的一个显著性特征，是热学的一个核心概念或大概念。

分子间的作用力，当然也是热学中的一个重要内容，揭示分子之间作用力的规律有利于说明固体、液体乃至气体的有关宏观性质。但是相比较而言，分子间作用力这一概念不如分子无规则运动这一概念更能体现热力学系统的特点——大量性、统计性。

“气体压强的产生原因是分子斥力”说法的一个显著性优点是突出了产生压强的“相互性”特点。

那么两种说法到底如何评判呢？这就要思考这样两个问题了：为什么要讨论压强的产生原因？讨论压强的产生原因应当位于何种层次？

​四、深度思考

压强的一个最本质的、根本性的、共同的特性就是相互性，无论是固体压强，还是液体压强，亦或是气体压强；压强是定量表述这种“相互性”的“宏观”效果大小。为了区别固体压强、液体压强和气体压强，就会形成下面非本质的、非根本性、有区别的说法（显然，这不是一种强理论性的说法）：

​固体压强的产生原因是压力的作用；

液体压强的产生原因是液体具有流动性以及重力的作用；

气体压强的产生原因是分子无规则运动。

从这个意义上来说，两种说法所立足的层级就不一样。

为什么要讨论压强的产生原因？是为了寻找最根本的相互作用原因吗？如果说是，那么固体、液体和气体压强都应该一样，确实也是一样，例如都是分子间作用力，或者是电磁相互作用。显然不是强相互作用和弱相互作用，因为我们讨论压强一般不深入到原子核层次，只深入到分子层次就行。

号主认为，即然我们是区分固体压强、液体压强和气体压强，那么就不是为寻找最根本的相互作用原因，而是为了呈现固体、液体和气体的特有分子运动特征，而且是呈现非本质的趋向于宏观上的特征：固体因为聚集性而呈现有型形态；液体有一定的聚集性但又呈现流动性而无具体形态；气体一般认为不具有聚集性而有流动性，而且流动的方向是各向同性的。

​五、拓展反思

号主翻阅了初中物理和高中物理教材，均没有给出固体压强、液体压强和气体压强的产生原因之总结性的、简练性的结论或说法。相反，在我们的习题中，乃至中高考试卷中，特别是中考试卷中，却时常出现相关考点。为了学生能够应付考试，教辅书籍和一线教师给出了教材没有给出的总结性、简练性的结论或说法。

围绕应试，我们的教学不得不脱离教育规律和教育终极目的，走向了死记硬背、疯狂刷题的应试之路。甚至课堂上出现极端情况：不允许讨论、不允许质疑、猜测命题人意图与参考答案的变态教学现象。

毫无疑问，我们学生，也包括我们教师自己，形成了强劲的、固化的应试思维模式，例如不在乎讨论的过程，只在乎权威的结果。

有些爱质疑、爱思考的人，很遗憾，他们有的也并不在意讨论过程的意义，而只为结果争高下、争对错。归根结底，这还是应试思维的遗毒作用。

在讨论中，这位老师反复追问号主：“你认可气体压强的产生本质是分子斥力吗？”

面对这样的追问，我时常浮现课堂上经常出现的情景：“到底是什么答案？高考认可什么答案？”

唉…