粤教版选修33 第二章 第八节 气体实验定律 (Ⅱ) 课件（35张）.ppt

第二章 第八节气体实验定律 目标定位1 知道什么是等容变化 知道查理定律的内容和公式 2 知道什么是等压变化 知道盖 吕萨克定律的内容和公式 3 了解等容变化的p t图线和等压变化的v t图线及其物理意义 4 会用分子动理论和统计观点解释气体实验定律 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 一 查理定律 打足气的自行车在烈日下曝晒 常常会爆胎 原因是什么 答案 答案车胎在烈日下曝晒 胎内的气体温度升高 气体的压强增大 把车胎胀破 1 等容变化 一定质量的某种气体 在不变时 压强随温度的变化叫做等容变化 2 查理定律 1 内容 一定质量的气体 在体积不变的情况下 压强p与热力学温度t成 填 正比 或 反比 2 表达式 p 或 3 适用条件 气体的和不变 体积 正比 ct 质量 体积 3 等容线 p t图象和p t图象分别如图1甲 乙所示 图1 4 从图1可以看出 p t图象 或p t图象 为一次函数图象 由此我们可以得出一个重要推论 一定质量的气体 从初状态 p t 开始发生等容变化 其压强的变化量 p与热力学温度的变化量 t之间的关系为 答案 图1中斜率的不同能够说明什么问题 答案斜率与体积成反比 斜率越大 体积越小 二 盖 吕萨克定律 1 等压变化 一定质量的某种气体 在压强不变时 体积随温度的变化叫做等压变化 2 盖 吕萨克定律 1 内容 一定质量的气体 在压强不变的情况下 体积v与热力学温度t成 2 表达式 v 或 3 适用条件 气体的和不变 答案 正比 ct 质量 压强 3 等压线 v t图象和v t图象分别如图2甲 乙所示 答案 图2 4 从图2可以看出 v t图象 或v t图象 为一次函数图象 由此我们可以得出一个重要推论 一定质量的气体从初状态 v t 开始发生等压变化 其体积的变化量 v与热力学温度的变化量 t之间的关系为 图2中斜率的不同能够说明什么问题 答案 答案斜率与压强成反比 斜率越大 压强越小 三 对气体实验定律的微观解释 如何从微观角度来解释气体实验定律 答案 答案从决定气体压强的微观因素上来解释 即气体分子的平均动能和气体分子的密集程度 1 玻意耳定律的微观解释一定质量的某种理想气体 温度不变 分子的平均动能不变 体积减小 分子的密集程度增大 单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多 气体的压强增大 2 查理定律的微观解释一定质量的某种理想气体 体积不变 则分子的密集程度不变 温度升高 分子平均动能增大 分子撞击器壁的作用力变大 所以气体的压强增大 3 盖 吕萨克定律的微观解释一定质量的某种理想气体 温度升高 分子的平均动能增大 撞击器壁的作用力变大 而要使压强不变 则需使影响压强的另一个因素分子的密集程度减小 所以气体的体积增大 题型探究 例1气体温度计结构如图3所示 玻璃测温泡a内充有气体 通过细玻璃管b和水银压强计相连 开始时a处于冰水混合物中 左管c中水银面在o点处 右管d中水银面高出o点h1 14cm 后将a放入待测恒温槽中 上下移动d 使c中水银面仍在o点处 测得d中水银面高出o点h2 44cm 求恒温槽的温度 已知外界大气压为1个标准大气压 1个标准大气压等于76cmhg 一 查理定律的应用 答案364k 或91 图3 答案 解析 解析设恒温槽的温度为t2 由题意知t1 273ka内气体发生等容变化 根据查理定律得 p1 p0 ph1 p2 p0 ph2 联立 式 代入数据得t2 364k 或91 例2如图4所示 绝热的气缸内封有一定质量的气体 缸体质量m 200kg 活塞质量m 10kg 活塞横截面积s 100cm2 活塞与气缸壁无摩擦且不漏气 此时 缸内气体的温度为27 活塞位于气缸正中间 整个装置都静止 已知大气压恒为p0 1 0 105pa 重力加速度为g 10m s2 求 二 盖 吕萨克定律的应用 图4 1 缸内气体的压强p1 答案3 0 105pa 答案 解析 解析以气缸为研究对象 不包括活塞 由气缸受力平衡得 p1s mg p0s解得 p1 3 0 105pa 2 缸内气体的温度升高到多少 时 活塞恰好会静止在气缸缸口ab处 答案327 答案 解析 解析设当活塞恰好静止在气缸缸口ab处时 缸内气体温度为t2 压强为p2 此时仍有p2s mg p0s 即缸内气体做等压变化 对这一过程研究缸内气体 由盖 吕萨克定律得 所以t2 2t1 600k故t2 600 273 327 例3图5甲是一定质量的气体由状态a经过状态b变为状态c的v t图象 已知气体在状态a时的压强是1 5 105pa 三 p t图象与v t图象的应用 图5 1 根据图象提供的信息 计算图中ta的值 答案200k 答案 解析 解析根据盖 吕萨克定律可得 所以ta tb 300k 200k 2 请在图乙坐标系中 作出气体由状态a经状态b变为状态c的p t图象 并在图线相应位置上标出字母a b c 如果需要计算才能确定有关坐标值 请写出计算过程 答案见解析图 解析根据查理定律得 pc pb pb pb 1 5 105pa 2 0 105pa则可画出由状态a b c的p t图象如图所示 答案 解析 例4 多选 对一定质量的理想气体 下列说法正确的是 四 对气体实验定律的微观解释 a 体积不变 压强增大时 气体分子的平均动能一定增大b 温度不变 压强减小时 气体的密度一定减小c 压强不变 温度降低时 气体的密度一定减小d 温度升高 压强和体积可能都不变 答案 解析 解析根据气体压强 体积 温度的关系可知 体积不变 压强增大时 气体的温度升高 气体分子的平均动能一定增大 选项a正确 温度不变 压强减小时 气体体积增大 气体的密度减小 故选项b正确 压强不变 温度降低时 体积减小 气体的密度增大 故选项c错误 温度升高 压强 体积中至少有一个会发生改变 故选项d错误 达标检测 1 查理定律的应用 一定质量的气体 在体积不变的条件下 温度由0 升高到10 时 其压强的增量为 p1 当它由100 升高到110 时 所增压强为 p2 则 p1与 p2之比是 1 2 3 4 解析由查理定律得 p t 一定质量的气体在体积不变的条件下 c 温度由0 升高到10 和由100 升高到110 t 10k相同 故所增加的压强 p1 p2 c项正确 答案 解析 a 10 1b 373 273c 1 1d 383 283 2 盖 吕萨克定律的应用 如图6所示 气缸中封闭着温度为100 的空气 一重物用轻质绳索经光滑滑轮跟缸中活塞相连接 重物和活塞都处于平衡状态 这时活塞离气缸底的高度为10cm 如果缸内空气温度变为0 重物将上升多少厘米 绳索足够长 结果保留三位有效数字 答案 1 2 3 4 解析 答案2 68cm 图6 解析这是一个等压变化过程 设活塞的横截面积为s 初态 t1 273 100 k 373k v1 10s末态 t2 273k v2 ls由盖 吕萨克定律 得ls v1 l 10cm 7 32cm重物上升高度为10cm 7 32cm 2 68cm 1 2 3 4 3 p t图象与v t图象的应用 如图7所示 是一定质量的气体从状态a经状态b c到状态d的p t图象 已知气体在状态b时的体积是8l 求va和vc vd 并画出此过程的v t图象 答案 解析 1 2 3 4 图7 答案4l8l10 7lv t图象见解析图 1 2 3 4 解析a b为等温过程 有pava pbvb所以va l 4lb c为等容过程 所以vc vb 8lc d为等压过程 有 vd vc 8l l 10 7l此过程的v t图象如图所示 4 气体实验定律的微观解释 一定质量的理想气体 在压强不变的条件下 温度升高 体积增大 从分子动理论的观点来分析 正确的是 1 2 3 4 答案 解析 a 此过程中分子的平均速率不变 所以压强保持不变b 此