高中物理第二章固体液体和气体第八节气体实验定律Ⅱ课件粤教版选修3_3.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pT图线和等压变化的VT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：pT图象和pt图象分别如图1甲、乙所示.,图1,4.从图1可以看出：pT图象(或pt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：VT图象和Vt图象分别如图2甲、乙所示.,答案,图2,4.从图2可以看出：VT图象(或Vt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h114cm，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h244cm.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T1273KA内气体发生等容变化，根据查理定律得p1p0ph1p2p0ph2联立式，代入数据得T2364K(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M200kg，活塞质量m10kg，活塞横截面积S100cm2.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p01.0105Pa，重力加速度为g10m/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3.0105Pa,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：p1SMgp0S解得：p13.0105Pa.,(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p2SMgp0S，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T22T1600K故t2(600273)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VT图象，已知气体在状态A时的压强是1.5105Pa.,三、pT图象与VT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TATB300K200K.,(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pT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pCpBpBpB1.5105Pa2.0105Pa则可画出由状态ABC的pT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pT，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，T10K相同，故所增加的压强p1p2，C项正确.,答案,解析,A.101B.373273C.11D.383283,2.(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(273100)K373K，V110S末态：T2273K，V2LS由盖吕萨克定律得LSV1，L10cm7.32cm重物上升高度为10cm7.32cm2.68cm.,1,2,3,4,3.(pT图象与VT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pT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VT图象.,答案,解析,1,2,3,4,图7,答案4L8L10.7LVT图象见解析图,1,2,3,4,解析AB为等温过程，有pAVApBVB所以VAL4LBC为等容过程，所以VCVB8LCD为等压过程，有，VDVC8LL10.7L此过程的VT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.此过程中每个