粤教版选修33 第二章第八节气体实验定律(Ⅱ) 课件（31张）.ppt

第八节气体实验定律 第二章固体 液体和气体 学习目标 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 第二章固体 液体和气体 一 查理定律1 气体在体积保持不变的情况下发生的状态变化过程 叫 等容过程 正比 p t 一次函数 正比 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图象称为 等容线是一条 想一想 1 一定质量的某种气体 温度降得足够低时其状态 固态 液态 气态 是否发生变化 等容变化是否还遵守查理定律 提示 当气体的温度降得足够低时可由气态变为液态或固态 也就不再是气体或气体的质量减少了 也就不再遵守查理定律 等容线 过原点的直线 二 盖 吕萨克定律1 气体在压强不变情况下发生的状态变化过程 叫 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v t图象称为 等压线是一条通过 等压过程 正比 v t 等压线 原点的直线 三 对气体实验定律的微观解释1 玻意耳定律 一定质量的气体 温度保持不变时 气体分子的平均动能一定 气体体积减小 分子的密集程度 气体压强 反之 气体体积增大 分子密集程度 气体压强 2 查理定律 一定质量的气体 体积保持不变而温度升高时 分子的平均动能 因而气体压强 温度降低时 情况相反 3 盖 吕萨克定律 一定质量的气体 温度升高时要保持压强不变 只有 气体体积 分子的密集程度才行 才能保持压强不变 增大 增大 减小 减小 增大 增大 增大 减小 四 理想气体及其状态方程1 理想气体 1 气体实验定律的适用条件 2 严格遵守三个实验定律的气体 叫 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 压强不太大 温度不太低 理想气体 想一想 2 把小皮球拿到火炉上面烘一下 它就会变得更硬一些 假设忽略球的体积变化 你有这种体验吗 你怎样用分子动理论的观点来解释这种现象 提示 皮球内单位体积的气体分子数没发生变化 把小球拿到火上烘烤 意味着球内气体分子的平均动能变大 故气体的压强增大 球变得比原来硬一些 气体实验三定律的区别 p1v1 p2v2 恒量 气体的质量一定 温度不变 气体的质量一定 体积不变 气体的质量一定 压强不变 答案 见解析 总结提升 在解决气体实验定律图象之间的转换问题时 可按以下步骤进行 1 判断横 纵坐标是哪个物理量 明确图象的意义和特点 特别注意温度轴是t还是t 2 根据所给图象判断气体状态的变化属于哪种变化 3 确定气体各状态的状态参量 画出相应图象 1 一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内 汽缸壁导热良好 活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动 开始时气体压强为p 活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h 外界温度为t0 现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面 沙子倒完时 活塞下降了h 4 若此后外界的温度变为t 求重新达到平衡后气体的体积 已知外界大气的压强始终保持不变 重力加速度大小为g 气体实验定律的微观解释及状态方程 1 从微观角度解释玻意耳定律玻意耳定律的条件是 气体的质量一定 温度保持不变 换句话说 气体分子的总数和分子的平均动能不变 因此 当气体的体积增大到原来的几倍时 分子密度就减小到原来的几分之一 于是在单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数也就减少到原来的几分之一 所以气体的压强就减小到原来的几分之一 体积减小时 情况相反 所以说 一定质量的气体在等温过程中 其压强与体积成反比 2 从微观角度解释查理定律查理定律的条件是 气体的质量一定 体积保持不变 即分子的密度不变 在这种情况下 若气体的温度升高 则分子的平均动能随之增大 于是分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数将增多 并且每次碰撞给器壁的作用力增大 因而气体的压强也增大 这就得出了与查理定律的表述相一致的结论 3 从微观角度解释盖 吕萨克定律盖 吕萨克定律表明 一定质量的气体 保持压强不变 则当温度升高时 其体积必增大 这是因为温度升高 气体分子的平均速率增大了 使得分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增多 且每次碰撞给器壁的作用力也增大了 于是有使压强增大的倾向 但是 如果体积同时适当增大 即分子的密度减小 使得分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数相应减少 这就使气体的压强又有减小的倾向 这两种倾向相互抵消 从而可以保持气体的压强不变 特别提醒 对气体实验定律的解释要紧紧围绕决定气体压强的两个因素 气体分子密度与平均动能进行讨论 思路点拨 水银柱封闭气体的情况 压强的单位直接用cmhg表示 封闭气柱的体积用气柱的长度与面积s来表示 这样做的目的是简化计算 答案 1 78 c 2 11 75cm 题后反思 第 2 问的求解比较灵活 可以从状态1到状态3按等容变化 还可以从状态2到状态3按等温变化处理 2 对一定质量的理想气体 用p v t分别表示其压强 体积和温度 则有 a 若t不变 p增大 则分子热运动的平均动能增大b 若p不变 v增大 则分子热运动的平均动能减小c 若p不变 t增大 则单位体积内的分子数减少d 若v不变 p减小 则单位体积内的分子数减少解析 t不变 分子平均动能不变 故a错 p不变 v增大 则t增大 分子平均动能增大 故b错 p不变 t增大 则v增大 单位体积内的分子数减小 故c对 v不变 则单位体积内的分子数不变 故d错 c 水银柱移动问题 范例 10分 如图所示 两端封闭 粗细均匀 竖直放置的玻璃管内 有一长为h的水银柱 将管内气体分为两部分 已知l2 2l1 若使两部分气体同时升高相同的温度 管内水银柱将如何运动 设原来温度相同 思路点拨 水银柱原来处于平衡状态 所受合外力为零 即此时两部分气体的压强差 p p1 p2 hcmhg 温度升高后 两部分气体的压强都增大 若 p1 p2 水银柱所受合外力方向向上 应向上移动 若 p1 p2 水银柱向下移动 若 p1 p2 水银柱不动 所以判断水银柱怎样移动 就是分析其合力方向怎样 即判断两部分气体的压强哪一个增大得多 答案 水银柱上移