高中物理 第八章 气体 章末总结课件1 新人教版选修33.ppt

第八章气体 章末总结 网络构建区 气体 气体的状态参量 温度 t 温度是分子平均动能的标志 t t 273 15k 体积 v 压强 p 由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞产生 气体实验定律 玻意耳定律 等温变化 成立条件 m t一定 表达式 pv c 等温线 p v图象 双曲线 p 图象 过原点的倾斜直线 查理定律 等容变化 成立条件 m v一定 等容线 p t图象 过原点的倾斜直线 盖 吕萨克定律 等压变化 成立条件 m p一定 等压线 v t图象 过原点的倾斜直线 理想气体的状态方程 气体热现象的微观意义 气体 理想气体的状态方程 理想气体 严格遵从气体实验定律的气体 理想气体的特点 无分子势能 分子间无相互作用力 理想气体状态方程的成立条件 m一定 气体热现象的微观意义 气体分子运动的特点 气体温度的微观意义 气体压强的微观意义 对气体实验定律的微观解释 气体的状态参量 气体实验定律 专题整合区 一 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 二 气体的图象问题 一 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 1 玻意耳定律 查理定律 盖 吕萨克定律可看成是理想气体状态方程在t恒定 v恒定 p恒定时的特例 2 正确确定状态参量是运用气体实验定律的关键 3 求解压强的方法 1 在连通器内灵活选取等压面 由两侧压强相等列方程求气体压强 2 也可以把封闭气体的物体 如液柱 活塞 汽缸等 作为力学研究对象 分析受力情况 根据研究对象所处的不同状态 运用平衡条件或牛顿第二定律列式求解 一 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 4 注意气体实验定律或理想气体状态方程的适用条件 即适用于定质量的气体 对打气 抽气 灌气 漏气等变质量问题 巧妙地选取对象 使变质量的气体问题转化为定质量的气体问题 一 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 例1 如图1所示 两个侧壁绝热 顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置 汽缸底部和顶部均有细管连通 顶部的细管带有阀门k 两汽缸的容积均为v0 汽缸中各有一个绝热活塞 质量不同 厚度可忽略 开始时k关闭 两活塞下方和右活塞上方充有气体 可视为理想气体 压强分别为p0和p0 3 左活塞在汽缸正中间 其上方为真空 右活塞上方气体体积为v0 4 图1 一 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 现使汽缸底与一恒热源接触 平衡后左活塞升至汽缸顶部 且与顶部刚好没有挤压 然后打开k 经过一段时间 重新达到平衡 已知外界温度为t0 不计活塞与汽缸壁间的摩擦 一 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 求 1 恒温热源的温度t 解析 1 设左 右活塞的质量分别为m1 m2 左 右活塞的横截面积均为s由活塞平衡可知 p0s m1g 一 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 一 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 解析如图所示 当把阀门k打开重新达到平衡后 由于右侧上部分气体要充入左侧的上部 且由 两式知m1g m2g 打开活塞后 左侧活塞降至某位置 右侧活塞升到顶端 汽缸上部保持温度t0等温变化 汽缸下部保持温度t等温变化 设左侧上方气体压强为p 2 重新达到平衡后 左汽缸中活塞上方气体的体积vx 一 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 例2 如图2所示 一定质量的气体放在体积为v0的容器中 室温为t0 300k 有一光滑导热活塞c 不占体积 将容器分成a b两室 b室的体积是a室的两倍 a室容器上连接有一u形管 u形管内气体的体积忽略不计 两边水银柱高度差为76cm 右室容器中连接有一阀门k 可与大气相通 外界大气压等于76cmhg 求 一 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 图2 一 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 1 将阀门k打开后 a室的体积变成多少 解析初始时 pa0 p0 gh 2atm va0 v0 3打开阀门后 a室气体等温变化 pa 1atm 体积为va 由玻意耳定律得pa0va0 pava 一 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 2 打开阀门k后将容器内的气体从300k分别加热到400k和540k时 u形管内两边水银面的高度差各为多少 解析假设打开阀门后 气体从t0 300k升高到t时 活塞c恰好到达容器最右端 即气体体积变为v0 压强仍为p0 即等压过程 一 气体实验定律和理想气体状态方程的应用 t2 540k时 p0 gh 1 2atm 故水银高度差h 15 2cm 二 气体的图象问题 要会识别图象反映的气体状态的变化特点 并且熟练进行图象的转化 理解图象的斜率 截距的物理意义 当图象反映的气体状态变化过程不是单一过程 而是连续发生几种变化时 注意分段分析 要特别关注两阶段衔接点的状态 二 气体的图象问题 1 等温线 1 在p v图中 p与v乘积越大 温度越高 如图3甲所示 t2 t1 2 在p 图中 直线的斜率越大 温度越高 如图乙所示 t2 t1 图3 二 气体的图象问题 2 等容线 在p t图中 直线的斜率越大 体积越小 如图4所示 v2 v1 图4 3 等压线 在v t图中 直线的斜率越大 压强越小 如图5所示p2 p1 图5 二 气体的图象问题 例3 一定质量的理想气体 在状态变化过程中的p t图象如图6所示 在a状态时的体积为v0 试画出对应的v t图象和p t图象 图6 二 气体的图象问题 解析对气体a b的过程 根据玻意耳定律 有p0v0 3p0vb 则vb v0 由此可知a b c三点的状态参量分别为 a p0 t0 v0 b 3p0 t0 v0 c 3p0 3t0 v0 v t图象和p v图象分别如图甲 乙所示 答案见解析图 自我检测区 1 2 3 1 气体实验定律的应用 图7为伽利略设计的一种测温装置示意图 玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通 下端插入水中 玻璃泡中封闭有一定质量的空气 若玻璃管内水柱上升 则外界大气的变化可能是 a 温度降低 压强增大b 温度升高 压强不变c 温度升高 压强减小d 温度不变 压强减小 1 2 图7 3 1 2 解析对被封闭的一定质量的空气进行研究 当水柱上升时 封闭空气的体积v减小 结合理想气体状态方程 c得 当外界大气压强p0不变时 封闭空气的压强p减小 则温度t一定降低 b选项不可能 当外界大气压强p0减小时 封闭空气的压强p减小 则温度t一定降低 c d选项均不可能 当外界大气压强p0增大时 封闭空气的压强p存在可能增大 可能不变 3 答案a 1 2 可能减小三种情况 当封闭空气的压强p增大时 温度t可能升高 不变或降低 当封闭空气的压强p不变时 温度t一定不变 当封闭空气的压强p减小时 温度t一定降低 故只有选项a可能 3 1 2 气体实验定律的应用 容积为1l的烧瓶 在压强为1 0 105pa时 用塞子塞住 此时温度为27 当把它加热到127 时 塞子被打开了 稍过一会儿 重新把塞子塞好 塞子塞好时瓶内气体温度仍为127 压强为1 0 105pa 把 273 视作0k 求 2 3 1 2 解析塞子打开前 选瓶中气体为研究对象初态有p1 1 0 105pa t1 300k末态气体压强设为p2 t2 400k由查理定律可得p2 p1 1 33 105pa 答案1 33 105pa 1 塞子打开前 烧瓶内的最大压强 3 1 2 解析设瓶内原有气体体积为v 打开塞子后在温度为400k 压强为1 0 105pa时气体的体积为v 由玻意耳定律有p2v p1v 可得v v故瓶内所剩气体的质量与原瓶内气体质量的比值为 答案 2 最终瓶内剩余气体的质量与原瓶内气体质量的比值 3 3 气体实验定律应用 内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中 用不计质量的活塞封闭压强为1 0 105pa 体积为2 0 10 3m3的理想气体 现在活塞上方缓慢倒上沙子 使封闭气体的体积变为原来的一半 然后将