2017粤教版高中物理选修(3-3)2.8《气体实验定律-(Ⅱ)》

1、第二章固体、液体和气体目标定位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.学案8气体实验定律 ()知识探究自我检测一、查理定律 问题设计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.知识探究要点提炼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

2、(填“正比”或“反比”).(2)表达式：p或 .(3)适用条件：气体的 和 不变.CT体积正比质量体积3.等容线：pT图象和pt图象分别如图1甲、乙所示.图1延伸思考图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 .CT正比(3)适用条件：气体的 和 不变.质量压强3.等压线：VT图象和Vt图象分别如图2甲、乙所示.图2延伸思考图2中斜率的不同能够说明什么问题？答案斜率与压强成反比，斜率

3、越大，压强越小.三、对气体实验定律的微观解释 问题设计如何从微观角度来解释气体实验定律？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.要点提炼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

4、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.典例精析一、查理定律的应用例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h114 cm，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h244 cm.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76 cmHg).图3解析设恒温槽的温度为T2，由题意知T1273 KA内气体发生等容变化，根据查理定律得p1p0ph1 p2p0ph2 联立式，代入数据得T

5、2364 K(或91 ).答案364 K(或91 )二、盖吕萨克定律的应用例2 如图4所示，一端开口的钢制圆筒，在开口端上面放一活塞，活塞与筒壁间的摩擦及活塞的重力不计，现将其开口端向下，竖直缓慢地放入7 的水中，在筒底与水面相平时，恰好静止在水中，这时筒内气柱长为14 cm，当水温升高到27 时，钢筒露出水面的高度为多少？(筒的厚度不计)图4解析设钢筒露出水面的高度为h，圆筒的横截面积为S.当t17 时，V114S，当t227 时，V2(14h)S，解得h1 cm，即钢筒露出水面的高度为1 cm.答案1 cm三、pT图象与VT图象的应用例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

6、的VT图象，已知气体在状态A时的压强是1.5105 Pa.图5(1)根据图象提供的信息，计算图中TA的值.答案200 K(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.则可画出由状态ABC的pT图象如图所示.答案见解析图四、对气体实验定律的微观解释例4 对一定质量的理想气体，下列说法正确的是()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解析根据气体压强、体积

7、、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.答案AB课堂要点小结气体实验定律()自我检测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()A.101 B.373273C.11 D.383283答案C2.(盖吕萨克定律的应用)如图6所示，气

8、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10 cm.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)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) K373 K，V110S末态：T2273 K，V2LS重物上升高度为10 cm7.32 cm2.68 cm. 答案2.68 cm3.(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8 L，求VA和VC、VD，并画出此过程的VT图象.图7解析AB为等温过程，有pAVApBVBBC为等容过程，所以VCVB8 LCD为等压过程，此过程的VT图象如图所示：答案4 L8 L10.7 LVT图象见解析图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 ()A.此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变B.此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强 保持不变