粤教版选修33 第二章 第七节 气体实验定律 (Ⅰ) 课件（29张）.ppt

第二章 第七节气体实验定律 目标定位1 探究气体等温变化的规律 了解玻意耳定律的内容 表达式及适用条件 2 会运用玻意耳定律解决实际问题3 理解等温变化的p v图象 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 一 玻意耳定律 1 内容 一定质量的气体 在不变的情况下 压强和体积成 填 正比 或 反比 2 公式 或 3 条件 气体的一定 不变 答案 p1v1 p2v2 温度 反比 质量 温度 4 常量的意义p1v1 p2v2 常量c该常量c与气体的种类 质量 温度有关 对一定质量的气体 温度越高 该常量c越 填 大 或 小 5 利用玻意耳定律解题的基本思路 1 明确研究对象 并判断是否满足玻意耳定律的条件 2 明确初 末状态及状态参量 p1 v1 p2 v2 3 根据玻意耳定律列方程求解 注意 用p1v1 p2v2解题时只要同一物理量使用同一单位即可 填 一定 或 不必 转化成国际单位制中的单位 答案 大 不必 打气筒打气过程中 容器中气体的质量发生了变化 玻意耳定律还成立吗 答案 答案分析时可以巧妙地选择研究对象 一般选择把容器内原有气体和即将打入的气体看成一个整体作为研究对象 就可以把充气过程的气体变质量问题转化为定质量问题 二 气体等温变化的图象 由玻意耳定律可知 一定质量的气体在温度保持不变时 压强和体积的关系为p 由数学知识知p v图象是什么曲线 答案 答案p v图象是双曲线中的一支 1 p v图象 一定质量的气体 等温变化的p v图象是双曲线的一支 曲线上的每一个点均表示气体在该温度下的一个状态 而且同一条等温线上每个点对应的p v坐标的乘积是相等的 一定质量的气体在不同温度下的等温线是不同的双曲线 且pv乘积越大 温度就 图1中t2 t1 图1 越高 2 p 图象 一定质量气体的等温变化过程 也可以用p 图象来表示 如图2所示 等温线是通过原点的倾斜直线 由于气体的体积不能无穷大 所以靠近原点附近处等温线应用表示 该直线的斜率k 故斜率越大 温度 图中t2t1 图2 虚线 pv 越高 在p 图象中 图线是一条过原点的直线 图线在原点及原点附近表示的气体的体积和压强有实际意义吗 答案原点表示气体的体积无穷大 气体的压强为零 所以图线在原点及原点附近没有实际意义 故画p 图象时 图线在原点及原点附近要画成虚线 答案 题型探究 例1如图3所示 是一根一端封闭的粗细均匀的细玻璃管 用一段h 19 0cm的水银柱将一部分空气封闭在细玻璃管里 当玻璃管开口向上竖直放置时 见图甲 管内空气柱长l1 15 0cm 当时的大气压强为p0 76cmhg 那么 当玻璃管开口向下竖直放置时 见图乙 管内空气柱的长度该是多少 答案 解析 一 玻意耳定律的应用 图3 答案25cm 解析设细玻璃管横截面积为s 设变化后空气柱的长度为l2 变化前空气柱的体积v1 l1s 15s 压强 p1 p0 ph 76 19 cmhg 95cmhg变化后空气的体积 v2 l2s 压强 p2 p0 ph 76 19 cmhg 57cmhg由玻意耳定律得 p1v1 p2v2 即 95 15s 57 l2s 解得 l2 25cm 例2如图4所示 一粗细均匀 导热良好 装有适量水银的u形管竖直放置 右端与大气相通 左端封闭长l1 20cm气柱 两管中水银面等高 现将右端与一低压舱 未画出 接通 稳定后右管水银面高出左管水银面h 10cm 环境温度不变 大气压强p0 75cmhg 求稳定后低压舱内的压强 用 cmhg 作单位 答案 解析 图4 答案50cmhg 解析设u形管横截面积为s 则初始状态左端封闭气柱体积可记为v1 l1s 由两管中水银面等高 可知初始状态其压强为p0 当右管水银面高出左管10cm时 左管水银面下降5cm 气柱长度增加5cm 此时气柱体积可记为v2 l1 5cm s 右管低压舱内的压强记为p 则左管气柱压强p2 p 10cmhg 根据玻意耳定律得 p0v1 p2v2即p0l1s p 10cmhg l1 5cm s代入数据 解得 p 50cmhg 例3如图5所示 是一定质量的某种气体状态变化的p v图象 气体由状态a变化到状态b的过程中 气体分子平均速率的变化情况是 二 气体等温变化的图象 答案 解析 图5 a 一直保持不变b 一直增大c 先减小后增大d 先增大后减小 解析由题图可知 pava pbvb 所以a b两状态的温度相等 在同一等温线上 由于离原点越远的等温线温度越高 如图所示 所以从状态a到状态b 气体温度应先升高后降低 分子平均速率先增大后减小 针对训练如图6所示 一定质量的气体经历由状态a到状态b再到状态c的过程 a c两点在同一条双曲线上 则此变化过程中a 从a到b的过程温度降低b 从b到c的过程温度升高c 从a到c的过程温度先升高再降低d 从a到c的过程温度先降低再升高 答案 解析 图6 解析a c两点在同一条双曲线上 故ta tc 可作出过b点的等温线与过a c两点的等温线进行比较 得b点温度高 故从a到b到c的过程温度先升高后降低 c项正确 气体实验定律 达标检测 1 玻意耳定律的应用 一定质量的理想气体 压强为3atm 保持温度不变 当压强减小2atm时 体积变化4l 则该气体原来的体积为 1 2 3 4 解析由玻意耳定律p1v1 p2v2得3v 1 v 4 解得v 2l 答案 解析 a lb 2lc ld 8l 2 玻意耳定律的应用 如图7所示 横截面积为0 01m2的气缸内被重g 200n的活塞封闭了高30cm的气体 已知大气压p0 1 0 105pa 气缸足够长 现将气缸倒转竖直放置 设温度不变 求此时活塞到缸底的高度 答案 1 2 3 4 解析 图7 答案45cm 解析重g 200n的活塞产生的压强p 0 2 105pa初状态 p1 p0 p 1 2 105pa v1 h1s h1 30cm末状态 p2 p0 p 0 8 105pa v2 h2s根据玻意耳定律得p2v2 p1v1代表数据解得h2 cm 45cm 1 2 3 4 3 等温线 如图8所示 d a b c表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程 则下列说法正确的是a d a是一个等温过程b a b是一个等温过程c a与b的状态参量相同d b c体积减小 压强减小 温度不变 答案 解析 1 2 3 4 图8 1 2 3 4 解析d a是一个等温过程 a对 a b两状态温度不同 a b的过程中不变 则体积v不变 此过程中气体的压强 温度会发生变化 b c错 b c是一个等温过程 v增大 p减小 d错 4 气体等温变化的图象 多选 如图9所示是一定质量的某气体状态变化的p v图象 则下列说法正确的是a 气体做的是等温变化b 气体的压强从a到b一直减小c 气体的体积从a到b一直减小d 气体的三个状态参量一直都在变 1 2 3 4 答案 解析 图9 解析一定质量的气体的等温过程的