2018-2019版高中物理 第二章 氣體 3 氣體實(shí)驗(yàn)定律課件 教科版選修3-3.ppt

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3氣體實(shí)驗(yàn)定律,第二章氣體,[學(xué)習(xí)目標(biāo)],1.知道什么是氣體的狀態(tài)參量.2.掌握熱力學(xué)溫度的定義，知道什么是溫標(biāo)，理解攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的區(qū)別與聯(lián)系.3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，知道玻意耳定律、查理定律、蓋呂薩克定律的內(nèi)容和公式.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān),自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、氣體的狀態(tài)參量,1.氣體的狀態(tài)參量描述氣體狀態(tài)的物理量：一定質(zhì)量的氣體有三個(gè)狀態(tài)參量，分別是：__、和壓強(qiáng).2.氣體的體積和壓強(qiáng)(1)體積：氣體占有空間的大小，符號(hào)是V，單位：立方米(m3)、升(L)和毫升(mL).1L＝m3,1mL＝m3.,體,積,溫度,10－3,10－6,(2)壓強(qiáng)：大量氣體分子對(duì)器壁撞擊的宏觀表現(xiàn).符號(hào)是p，國(guó)際單位：帕斯卡(Pa).1Pa＝N/m2，常用單位還有標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)和毫米汞柱(mmHg).3.溫度(1)概念：表示物體的物理量，是分子的標(biāo)志.,1,冷熱程度,平均動(dòng)能,(2)兩種溫標(biāo)：①攝氏溫標(biāo)：早期的攝氏溫標(biāo)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為，水的沸點(diǎn)為.用攝氏溫標(biāo)表示溫度叫攝氏溫度，符號(hào)是t.②熱力學(xué)溫度用T表示，單位是，簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)(K).(3)攝氏溫度t和熱力學(xué)溫度T間的關(guān)系：T＝.,0℃,100℃,開(kāi)爾文,t＋273.15,二、玻意耳定律,1.內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在保持不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成.2.表達(dá)式：pV＝.3.適用條件：氣體的質(zhì)量一定，溫度不變.,溫度,反比,常量,三、查理定律,1.等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在不變時(shí)，壓強(qiáng)隨溫度的變化叫做等容變化.2.內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成.3.表達(dá)式：＝常量.4.適用條件：氣體的和體積不變.,體積,體積,正比,質(zhì)量,四、蓋呂薩克定律,1.等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在不變時(shí)，體積隨溫度的變化叫做等壓變化.2.內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T成.3.表達(dá)式：＝常量.4.適用條件：氣體的和不變.,壓強(qiáng),壓強(qiáng),正比,質(zhì)量,壓強(qiáng),1.判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)0℃的溫度可以用熱力學(xué)溫度粗略地表示為273K.()(2)氣體做等容變化時(shí)，溫度從13℃上升到52℃，則氣體的壓強(qiáng)升高為原來(lái)的4倍.()(3)對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，若溫度升高，則體積減小.()(4)若體積增大到原來(lái)的兩倍，則攝氏溫度升高到原來(lái)的兩倍.(),[即學(xué)即用],答案,√,,,,2.一定質(zhì)量的某種氣體發(fā)生等溫變化時(shí)，若體積增大了n倍，則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的_______倍.,答案,重點(diǎn)探究,在力學(xué)中，為了確定物體運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，我們使用了物體的位移和速度這兩個(gè)物理量.在熱學(xué)中如果我們要研究一箱氣體的狀態(tài)，需要哪些物理量呢？,一、氣體的狀態(tài)參量,[導(dǎo)學(xué)探究],答案體積、溫度和壓強(qiáng),答案,[知識(shí)深化],1.攝氏溫標(biāo)一種常用的表示溫度的方法，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為0C，水的沸點(diǎn)為100C.在0C和100C之間均勻分成100等份，每份算做1C.2.熱力學(xué)溫標(biāo)現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法，熱力學(xué)溫標(biāo)也叫絕對(duì)溫標(biāo).3.攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系T＝t＋273.15，可粗略地表示為T(mén)＝t＋273.,例1(多選)關(guān)于熱力學(xué)溫度與攝氏溫度，下列說(shuō)法正確的是A.攝氏溫度和熱力學(xué)溫度都不能取負(fù)值B.溫度由t(C)升到2t(C)時(shí)，對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)溫度由T(K)升到2T(K)C.－33C＝240.15KD.攝氏溫度變化1C，也就是熱力學(xué)溫度變化1K,答案,解析,√,√,解析攝氏溫度能取負(fù)值，A錯(cuò)誤；由熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系T＝t＋273.15知，B錯(cuò)誤，C正確；攝氏溫度與熱力學(xué)溫度在表示溫度的變化時(shí)，變化的數(shù)值是相同的，故D正確.,二、玻意耳定律,1.如圖1所示為“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如何保證氣體的質(zhì)量和溫度不變？,[導(dǎo)學(xué)探究],答案保證氣體質(zhì)量不變的方法：實(shí)驗(yàn)前在柱塞上涂好潤(rùn)滑油，以免漏氣.保證氣體溫度不變的方法①改變氣體體積時(shí)，緩慢進(jìn)行，等穩(wěn)定后再讀出氣體壓強(qiáng)，以防止氣體體積變化太快，氣體的溫度發(fā)生變化.②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不用手接觸注射器的圓筒，防止圓筒從手上吸收熱量，引起內(nèi)部氣體溫度變化.,圖1,答案,2.玻意耳定律成立的條件是什么？,答案一定質(zhì)量的氣體，且溫度不變.,答案,[知識(shí)深化],1.實(shí)驗(yàn)探究(1)實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)、玻璃管(帶活塞)、氣壓計(jì)等.(2)研究對(duì)象(系統(tǒng))：玻璃管內(nèi)被封閉的空氣柱.(3)實(shí)驗(yàn)方法：控制氣體溫度和質(zhì)量不變，研究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系.(4)數(shù)據(jù)收集：壓強(qiáng)由氣壓計(jì)讀出，空氣柱長(zhǎng)度由刻度尺讀出，空氣柱長(zhǎng)度與橫截面積的乘積即為體積.,(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：壓強(qiáng)跟體積的倒數(shù)成正比，即壓強(qiáng)與體積成反比.2.常量的意義p1V1＝p2V2＝常量該常量與氣體的種類(lèi)、質(zhì)量、溫度有關(guān)，對(duì)一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，該常量越大.,例2一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)為3atm，保持溫度不變，當(dāng)壓強(qiáng)減小了2atm時(shí)，體積變化了4L，則該氣體原來(lái)的體積為,答案,解析,√,解析設(shè)該氣體原來(lái)的體積為V1，由玻意耳定律得3V1＝(3－2)(V1＋4)，解得V1＝2L.,利用玻意耳定律解題的基本思路1.明確研究對(duì)象，并判斷是否滿足玻意耳定律的條件.2.明確初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1、V1；p2、V2)3.根據(jù)玻意耳定律列方程求解.,三、查理定律與蓋呂薩克定律,(1)根據(jù)探究等溫變化的實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在保持體積不變的情況下，探究壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系.,[導(dǎo)學(xué)探究],答案用上面實(shí)驗(yàn)探究里的實(shí)驗(yàn)裝置.保證氣體的體積不變，把玻璃管浸入水中，改變水溫，讀出不同溫度時(shí)氣體的壓強(qiáng)大小，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)研究壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系.,答案,(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究在壓強(qiáng)不變時(shí)體積與溫度的關(guān)系.,答案可利用如下裝置.,答案,改變水溫，測(cè)出不同溫度時(shí)氣體的體積，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)研究體積與溫度的關(guān)系.,[知識(shí)深化],1.查理定律及推論,表示一定質(zhì)量的某種氣體從初狀態(tài)(p、T)開(kāi)始發(fā)生等容變化，其壓強(qiáng)的變化量Δp與溫度的變化量ΔT成正比.,2.蓋呂薩克定律及推論,表示一定質(zhì)量的某種氣體從初狀態(tài)(V、T)開(kāi)始發(fā)生等壓變化，其體積的變化量ΔV與溫度的變化量ΔT成正比.,例3燈泡內(nèi)充有氮、氬混合氣體，如果要使燈泡內(nèi)的混合氣體在500℃時(shí)的壓強(qiáng)不超過(guò)一個(gè)大氣壓，燈泡容積不變，則在20℃的室溫下充氣，燈泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)至多能充到多少？,答案,解析,答案0.38atm,解析燈泡內(nèi)氣體初、末狀態(tài)的參量分別為氣體在500℃，p1＝1atm，T1＝(273＋500)K＝773K.氣體在20℃時(shí)，T2＝(273＋20)K＝293K.,利用查理定理解題的基本思路1.明確研究對(duì)象并判斷是否滿足查理定律的條件.2.明確初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1、T1；p2、T2).3.根據(jù)查理定律列方程求解.,例4一定質(zhì)量的氣體在等壓變化中體積增大了若氣體原來(lái)的溫度為27℃，則溫度的變化是A.升高了450KB.升高了150℃C.降低了150℃D.降低了450℃,答案,解析,√,所以溫度升高Δt＝150K，即溫度升高150℃.,判斷出氣體的壓強(qiáng)不變是運(yùn)用蓋呂薩克定律的關(guān)鍵.,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(氣體的狀態(tài)參量)(多選)關(guān)于溫度與溫標(biāo)，下列說(shuō)法正確的是A.用攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)表示溫度是兩種不同的表示方法B.攝氏溫度與熱力學(xué)溫度都可以取負(fù)值C.攝氏溫度升高3℃，在熱力學(xué)溫標(biāo)中溫度升高276.15KD.熱力學(xué)溫度升高3K與攝氏溫度升高3℃是等效的,答案,√,1,2,3,4,解析,√,解析溫標(biāo)是溫度數(shù)值的表示方法，常用的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)，A正確；攝氏溫度可以取負(fù)值，但是熱力學(xué)溫度不能取負(fù)值，因?yàn)闊崃W(xué)溫度的零點(diǎn)是低溫的極限，故選項(xiàng)B錯(cuò)；攝氏溫度升高3℃，也就是熱力學(xué)溫度升高了3K，故選項(xiàng)C錯(cuò)，D正確.,1,2,3,4,A.體積不變，壓強(qiáng)變小B.體積變小，壓強(qiáng)變大C.體積不變，壓強(qiáng)變大D.體積變小，壓強(qiáng)變小,2.(玻意耳定律)如圖2所示，某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，與洗衣缸相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣，通過(guò)壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量.設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高，則細(xì)管中被封閉的空氣,答案,1,2,3,4,√,解析,圖2,解析由題圖可知空氣被封閉在細(xì)管內(nèi)，水面升高時(shí)，氣體壓強(qiáng)就增大，根據(jù)玻意耳定律，氣體體積一定減小，B選項(xiàng)正確.,3.(查理定律)一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變，下列過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)的是A.溫度升高，壓強(qiáng)增大B.溫度升高，壓強(qiáng)減小C.溫度不變，壓強(qiáng)增大D.溫度不變，壓強(qiáng)減小,答案,1,2,3,4,解析,√,4.(蓋呂薩克定律)一定質(zhì)量的氣體，如果保持它的壓強(qiáng)不變，降低溫度，使它的體積為0℃時(shí)的,答案,解析,1,2,3,4,√,