高中物理 第二章 固體、液體和氣體 第八節(jié) 氣體實驗定律（Ⅱ）課件 粵教版選修33

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1、第二章第八節(jié)氣體實驗定律 ()目標定位1.知道什么是等容變化，知道查理定律的內(nèi)容和公式.2.知道什么是等壓變化，知道蓋呂薩克定律的內(nèi)容和公式.3.了解等容變化的pT圖線和等壓變化的VT圖線及其物理意義.4.會用分子動理論和統(tǒng)計觀點解釋氣體實驗定律.內(nèi)容索引知識探究題型探究達標檢測知識探究一、查理定律一、查理定律導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究打足氣的自行車在烈日下曝曬，常常會爆胎，原因是什么？答案答案答案車胎在烈日下曝曬，胎內(nèi)的氣體溫度升高，氣體的壓強增大，把車胎脹破.1.等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在 不變時，壓強隨溫度的變化叫做等容變化.2.查理定律(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，壓強p

2、與熱力學(xué)溫度T成 (填“正比”或“反比”).(2)表達式：p 或 .(3)適用條件：氣體的 和 不變.知識梳理知識梳理體積正比CT質(zhì)量體積3.等容線：pT圖象和pt圖象分別如圖1甲、乙所示.圖14.從圖1可以看出：pT圖象(或pt圖象)為一次函數(shù)圖象，由此我們可以得出一個重要推論：一定質(zhì)量的氣體，從初狀態(tài)(p、T)開始發(fā)生等容變化，其壓強的變化量p與熱力學(xué)溫度的變化量T之間的關(guān)系為：_.答案圖1中斜率的不同能夠說明什么問題？延伸思考延伸思考答案答案斜率與體積成反比，斜率越大，體積越小.二、蓋二、蓋呂薩克定律呂薩克定律1.等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變時，體積隨溫度的變化叫做等壓變化.

3、2.蓋呂薩克定律(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T成 .(2)表達式：V 或 .(3)適用條件：氣體的 和 不變.答案正比CT質(zhì)量壓強3.等壓線：VT圖象和Vt圖象分別如圖2甲、乙所示.答案圖24.從圖2可以看出：VT圖象(或Vt圖象)為一次函數(shù)圖象，由此我們可以得出一個重要推論：一定質(zhì)量的氣體從初狀態(tài)(V、T)開始發(fā)生等壓變化，其體積的變化量V與熱力學(xué)溫度的變化量T之間的關(guān)系為_.圖2中斜率的不同能夠說明什么問題？延伸思考延伸思考答案答案答案斜率與壓強成反比，斜率越大，壓強越小.三、對氣體實驗定律的微觀解釋三、對氣體實驗定律的微觀解釋如何從微觀角度來解釋氣體

4、實驗定律？答案導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究答案答案從決定氣體壓強的微觀因素上來解釋，即氣體分子的平均動能和氣體分子的密集程度.1.玻意耳定律的微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度不變，分子的平均動能不變.體積減小，分子的密集程度增大，單位時間內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增多，氣體的壓強增大.2.查理定律的微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積不變，則分子的密集程度不變，溫度升高，分子平均動能增大，分子撞擊器壁的作用力變大，所以氣體的壓強增大.知識梳理知識梳理3.蓋呂薩克定律的微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高，分子的平均動能增大，撞擊器壁的作用力變大，而要使壓強不變，則需使影響壓強的另一個因素分子的密集

5、程度減小，所以氣體的體積增大.題型探究例例1氣體溫度計結(jié)構(gòu)如圖3所示.玻璃測溫泡A內(nèi)充有氣體，通過細玻璃管B和水銀壓強計相連.開始時A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在O點處，右管D中水銀面高出O點h114 cm，后將A放入待測恒溫槽中，上下移動D，使C中水銀面仍在O點處，測得D中水銀面高出O點h244 cm.求恒溫槽的溫度(已知外界大氣壓為1個標準大氣壓，1個標準大氣壓等于76 cmHg).一、查理定律的應(yīng)用答案答案364 K(或91 )圖3答案解析解析解析設(shè)恒溫槽的溫度為T2，由題意知T1273 KA內(nèi)氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律得 p1p0ph1p2p0ph2聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得T236

6、4 K(或91 ).例例2如圖4所示，絕熱的氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的氣體，缸體質(zhì)量M200 kg，活塞質(zhì)量m10 kg，活塞橫截面積S100 cm2.活塞與氣缸壁無摩擦且不漏氣.此時，缸內(nèi)氣體的溫度為27 ，活塞位于氣缸正中間，整個裝置都靜止.已知大氣壓恒為p01.0105 Pa，重力加速度為g10 m/s2.求：二、蓋呂薩克定律的應(yīng)用圖4(1)缸內(nèi)氣體的壓強 p1；答案答案3.0105 Pa答案解析解析解析以氣缸為研究對象(不包括活塞)，由氣缸受力平衡得：p1SMgp0S解得：p13.0105 Pa.(2)缸內(nèi)氣體的溫度升高到多少時，活塞恰好會靜止在氣缸缸口AB處.答案答案327 答案解析解析解

7、析 設(shè)當活塞恰好靜止在氣缸缸口AB處時，缸內(nèi)氣體溫度為T2，壓強為p2，此時仍有p2SMgp0S，即缸內(nèi)氣體做等壓變化.對這一過程研究缸內(nèi)氣體，由蓋呂薩克定律得： 所以T22T1600 K故t2(600273)327 .例例3圖5甲是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的VT圖象，已知氣體在狀態(tài)A時的壓強是1.5105 Pa.三、pT 圖象與VT 圖象的應(yīng)用圖5(1)根據(jù)圖象提供的信息，計算圖中TA的值.答案答案200 K答案解析解析解析根據(jù)蓋呂薩克定律可得 所以TA TB 300 K200 K.(2)請在圖乙坐標系中，作出氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的pT圖象，并在圖線相應(yīng)位置上標出

8、字母A、B、C，如果需要計算才能確定有關(guān)坐標值，請寫出計算過程.答案答案見解析圖解析解析 根據(jù)查理定律得 pC pB pB pB 1.5105 Pa2.0105 Pa則可畫出由狀態(tài)ABC的pT圖象如圖所示.答案解析例例4(多選)對一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是四、對氣體實驗定律的微觀解釋A.體積不變，壓強增大時，氣體分子的平均動能一定增大B.溫度不變，壓強減小時，氣體的密度一定減小C.壓強不變，溫度降低時，氣體的密度一定減小D.溫度升高，壓強和體積可能都不變答案解析解析解析根據(jù)氣體壓強、體積、溫度的關(guān)系可知，體積不變，壓強增大時，氣體的溫度升高，氣體分子的平均動能一定增大，選項A正確；溫

9、度不變，壓強減小時，氣體體積增大，氣體的密度減小，故選項B正確；壓強不變，溫度降低時，體積減小，氣體的密度增大，故選項C錯誤；溫度升高，壓強、體積中至少有一個會發(fā)生改變，故選項D錯誤.課堂要點小結(jié)課堂要點小結(jié)達標檢測1.(查理定律的應(yīng)用)一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的條件下，溫度由0 升高到10 時，其壓強的增量為p1，當它由100 升高到110 時，所增壓強為p2，則p1與p2之比是1234解析解析由查理定律得p T，一定質(zhì)量的氣體在體積不變的條件下 C，溫度由0 升高到10 和由100 升高到110 ，T10 K相同，故所增加的壓強p1p2，C項正確.答案解析A.101 B.373273C.

10、11 D.3832832.(蓋呂薩克定律的應(yīng)用)如圖6所示，氣缸中封閉著溫度為100 的空氣，一重物用輕質(zhì)繩索經(jīng)光滑滑輪跟缸中活塞相連接，重物和活塞都處于平衡狀態(tài)，這時活塞離氣缸底的高度為10 cm.如果缸內(nèi)空氣溫度變?yōu)? ，重物將上升多少厘米？(繩索足夠長，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案1234解析答案答案2.68 cm圖6解析解析這是一個等壓變化過程，設(shè)活塞的橫截面積為S.初態(tài)：T1(273100) K373 K，V110S末態(tài)：T2273 K，V2LS由蓋呂薩克定律 得LS V1，L 10 cm7.32 cm重物上升高度為10 cm7.32 cm2.68 cm.12343.(pT圖象與VT圖

11、象的應(yīng)用)如圖7所示，是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C到狀態(tài)D的pT圖象，已知氣體在狀態(tài)B時的體積是8 L，求VA和VC、VD，并畫出此過程的VT圖象.答案解析1234圖7答案答案4 L8 L10.7 LVT圖象見解析圖1234解析解析AB為等溫過程，有pAVApBVB所以VA L4 LBC為等容過程，所以VCVB8 LCD為等壓過程，有 ，VD VC 8 L L10.7 L此過程的VT圖象如圖所示：4.(氣體實驗定律的微觀解釋)一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強不變的條件下，溫度升高，體積增大，從分子動理論的觀點來分析，正確的是 1234答案解析A.此過程中分子的平均速率不變，所以壓強保持不變B.此過程中每個氣體分子碰撞器壁的平均沖擊力不變，所以壓強保持 不變C.此過程中單位時間內(nèi)氣體分子對單位面積器壁的碰撞次數(shù)不變，所 以壓強保持不變D.以上說法都不對解析解析壓強與單位時間內(nèi)碰撞到器壁單位面積的分子數(shù)和每個分子的沖擊力有關(guān)，溫度升高，分子對器壁的平均沖擊力增大，單位時間內(nèi)碰撞到器壁單位面積的分子數(shù)應(yīng)減小，壓強才可能保持不變.1234