鲁科版选修33 气体实验定律 第1课时 学案.docx

气体实验定律()1知道什么是等容变化，知道查理定律的内容和公式2了解等容变化的 p-t 图线及其物理意义3知道什么是等压变化，知道盖 吕萨克定律的内容和公式. 4了解等压变化的 v-t 图线及其物理意义5了解气体实验定律的微观解释6了解理想气体的概念，知道理想气体的状态方程我国民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，即用一个小罐将纸燃烧后放入罐内，然后迅速将火罐开口端紧压在人体的皮肤上，待火罐冷却后，火罐就被紧紧地“吸”在皮肤上你知道其中的道理吗？提示：火罐内的气体体积一定，冷却后气体的温度降低，压强减小，故在大气压力作用下被压在皮肤上1查理定律(1)一定质量的气体在体积不变的情况下发生的状态变化过程，叫等容过程(2)查理定律：一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比公式是：pt或.各种气体的压强与温度之间都有线性关系在等容过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比关系压强p与热力学温度t才是成正比关系(3)等容线：一定质量的某种气体做等容变化时，表示该过程的p-t图线称为等容线；如图所示，等容线是一条通过原点的直线2盖吕萨克定律(1)一定质量的气体在压强不变的情况下发生的状态变化过程，叫等压过程(2)盖吕萨克定律：一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比公式是：vt或.(3)等压线：一定质量的某种气体做等压变化时，表示该过程的vt图线称为等压线；如图所示，等压线是一条通过原点的直线3理想气体(1)气体实验定律的适用条件：压强不太大，温度不太低(2)严格遵守三个实验定律的气体，叫理想气体(3)实际气体在温度(与室温比)不太低，压强(与大气压比)不太大的情况下，可看成理想气体4理想气体状态方程一定质量的理想气体，在状态变化过程中，压强与体积的乘积与热力学温度成正比公式是：c或.一、对查理定律、盖吕萨克定律的理解1两个定律的比较定律查理定律盖吕萨克定律表达式恒量恒量成立条件气体的质量一定，体积不变气体的质量一定，压强不变图线表达应用直线的斜率越大，体积越小，如图v2v1直线的斜率越大，压强越小，如图p2p12.两个重要的推论(1)查理定律的分比形式p即一定质量的气体在体积不变的条件下，压强的变化量与热力学温度的变化量成正比(2)盖吕萨克定律的分比形式vt即一定质量的气体在压强不变的条件下，体积的变化量与热力学温度的变化量成正比3“外推法”与热力学温标通过对一定质量气体等容变化的pt线“外推”得到的气体压强为零时对应的温度(273.15 )，称为热力学温标的零度(0 k)“外推法”是科学研究的一种方法，“外推”并不表示定律的适用范围扩展二、对理想气体的理解1理解(1)理想气体是为了研究问题方便而提出的一种理想模型，是实际气体的一种近似，实际上并不存在，就像力学中的质点、电学中的点电荷模型一样(2)从宏观上讲，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体而在微观意义上，理想气体是指分子本身大小与分子间的距离相比可以忽略不计且分子间不存在相互作用的引力和斥力的气体2特点(1)严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程(2)理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子可视为质点(3)理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和，一定质量的理想气体内能只与温度有关理想气体是一种理想化模型，是对实际气体的科学抽象题目中无特别说明时，一般都可将实际气体作为理想气体来处理类型一 查理定律的应用【例题1】 (双选)一定质量的气体体积不变，在0 时的压强为p0，在27 时压强为p，则当气体从27 上升到28 时，增加的压强为(取tt273 k)()a. b.c. d.点拨：查理定律成立条件：气体质量一定，体积不变一定质量的气体在等容变化时，升高(或降低)相同的温度增加(或减小)的压强是相同的，即解题时，压强的单位要统一公式中的c与气体的种类、质量和体积有关解析：根据c可得，则p，所以p，p.故ppp.根据得从而p，故ppp.答案：ad题后反思：要熟练掌握并灵活应用查理定律的各种表达式查理定律的另一种表述便是：一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高(降低)1 ，增加(减小)的压强等于气体在0 时压强的.类型二 气体实验定律的图像问题【例题2】使一定质量的理想气体的状态按图中箭头所示的顺序变化(1)已知气体在状态a的温度为27 (取tt273 k)，求气体在状态b、c、d时的温度各为多少？(2)试把上述状态变化的过程用vt图像和p-t图像分别表示出来点拨：判断气体状态变化的过程遵守哪个气体实验定律是解题的关键画图像时，关键是确定各状态的三个参量解析：(1)由ab为等容变化，根据查理定律得tbta600 k由bc为等压变化，由盖吕萨克定律得tctb1 200 k由cd为等温变化，则tdtc1 200 k.(2)在图甲中的vt图像和图乙中的p-t图像两坐标系中找出a、b、c、d所对应的状态位置，然后按abcd的顺序用线段连接起来即如图所示答案：见解析题后反思：注意以下两个易错点：(1)求d状态温度时，要知道从cd是等温变化(2)在vt图像中画等压线，在p-t图像中画等容线，不过坐标原点类型三 液柱移动问题【例题3】在一粗细均匀且两端封闭的u形玻璃管内，一段水银柱将a和b两端的气体隔开，如图所示在室温下，a、b两端的气体体积都是v，管内水银面的高度差为h，现将它竖直地全部浸没在沸水中，高度差h怎么变化？点拨：假设a、b两部分气体的体积不变，由查理定律得到p=t，根据p的大小判定水银柱的移动方向解析：设气体体积不变，由查理定律，得pt.a、b两部分气体的初温t相同，又都升高相同的温度，即t相同，室温时有papb，故升温后b气体的压强增加得多，即papb，故高度差h增大答案：增大触类旁通：(1)若把u形管全放入冰水混合物中(0 )，高度差h怎么变化？(2)若使u形管自由下落(保持竖直)，高度差h怎么变化？答案：(1)放入冰水混合物中，a、b两部分气体降温t相同，因为室温时有tatb，papb，由pp知，降温后b气体压强下降得多，即papb，所以高度差h减小(2)u形管自由下落时，水银处于完全失重状态故a、b两部分气体的压强相等，a部分气体被压缩升压，b部分气体应扩张降压，所以高度差h变大1水平放置、粗细均匀、两侧都封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为两部分，且左边气体温度比右边高，如图所示，将玻璃管温度均匀升高相同温度的过程中，水银柱将()a向右移动b向左移动c始终不动d以上三种情况都有可能解析：设水银柱不移动，两边气体做等容变化，设温度升高t，对左边气体有：，对右边气体有：，由于t1t2，p左p右，故向左移动答案：b2(双选)一定质量的某种气体自状态a经状态c变化到状态b，这一过程在vt图上表示如图所示，则()a在过程ac中，气体的压强不断变大b在过程cb中，气体的压强不断变小c在状态a时，气体的压强最大d在状态b时，气体的压强最大解析：考查对等压线物理意义的理解：气体的ac变化过程是等温变化，由pvc可知，体积减小，压强增大，故a项正确在cb变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由c可知，温度升高，压强增大，故b项错误综上所述，在acb过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态b时的压强最大，故c项错误，d项正确答案：ad3一定质量的气体，保持压强不变，体积减为原来的一半，则其温度由原来的27 变为(取tt273 k)()a127 k b150 kc13.5 d23.5 解析：据盖吕萨克定律知，v2，t1(27327) k300 k解得：t2150 k.答案：b4某同学在室温条件下研究等容变化时，不慎使水银压强计左管水银面下h10 cm 处存在长为l4 cm的空气柱，实验装置如图所示开始时压强计的两侧水银柱最高端均在同一水平面上，温度计示数为7 ，后来对水加热，使水温上升到77 ，并通过调节压强计的右管，使左管水银柱仍在原来的位置若大气压为76 cmhg(取tt273 k)，求：(1)升温后a部分气体的压强；(2)升温后b部分气体的长度(保留两位有效数字)解析：(1