气体实验定律

1、气体实验定律第一张，PPT共四十三页，创作于2022年6月方法研究在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”. 控制变量的方法思考：一定质量的气体，它的温度、体积和压强三个量之间变化是相互对应的.我们如何确定三个量之间的关系呢？第二张，PPT共四十三页，创作于2022年6月1.等温变化：气体在温度不变的状态下，发生的变化.2.在等温变化中，气体的压强与体积可能存在着什么关系？实验3.实验研究定性关系猜想： p、V结论：V减小，p增大第三张，PPT共四十三页，创作于2022年6月实验视频视频演示视

2、频演示第四张，PPT共四十三页，创作于2022年6月实验数据的处理第五张，PPT共四十三页，创作于2022年6月V12301234p-V图象该图象是否可以说明p与V成反比？思考如何确定p与V的关系呢？第六张，PPT共四十三页，创作于2022年6月1/V12300.20.40.60.8p-1/V图象第七张，PPT共四十三页，创作于2022年6月结论在温度不变时，压强p和体积V成反比.第八张，PPT共四十三页，创作于2022年6月一、玻意耳定律2、公式表述：pV=C(常数 ) 或p1V1=p2V21、文字表述：一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比. P1/VPV3、适用范围：

3、温度不太低，压强不太大4、图像：第九张，PPT共四十三页，创作于2022年6月1.一定质量气体的体积是20L时，压强为1105Pa。当气体的体积减小到16L时，压强为多大？设气体的温度保持不变. p1V1=p2V2 答案:1.2510 5Pa第十张，PPT共四十三页，创作于2022年6月用气体定律解题的步骤1确定研究对象被封闭的气体(满足质量不变的条件)；2用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；3根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式(本节课中就是玻意耳定律公式)；4将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；5对结果的物理意义进行讨论第十一张，

4、PPT共四十三页，创作于2022年6月2.如图，一上端开口,下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66 cm 的水银柱，中间封有长l2=6.6 cm的空气柱，上部有长l3=44 cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为p0=76 cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度.封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气.玻璃管开口向上时玻璃管开口向下时，从开始转动一周后，由玻意耳定律有 p1l2S=p2hS p1l2S=p3hS解得 h=12 cm h=9.2 cmp0+gl3p1p1=p0+gl3 则p2=gl1，p

5、0=p2+gx p2p0+gxxp3p0+gx则p3=p0+gx 第十二张，PPT共四十三页，创作于2022年6月第十三张，PPT共四十三页，创作于2022年6月p/10 Pa5V12301234第十四张，PPT共四十三页，创作于2022年6月二、等温变化图象(2)温度越高,其等温线离原点越远.同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？Vp1230结论:t3t2t11、特点:(1)等温线是双曲线的一支.1、特点:第十五张，PPT共四十三页，创作于2022年6月(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系(2)点意义:每一组数据-反映某

6、一状态 (3)结论:体积缩小到原来的几分之一,压强增大到原来的几倍.体积增大到原来的几倍,它的压强就减小为原来的几分之一.二、等温变化图象2、物理意义第十六张，PPT共四十三页，创作于2022年6月3.如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的p-V图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是( )A.一直保持不变B.一直增大C.先减小后增大D.先增大后减小由温度决定pAVA=pBVBpV先增大后减小T先增大后减小D等温线第十七张，PPT共四十三页，创作于2022年6月等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化.猜想在等容变化中，气体的压强与温度可能存在

7、着什么关系？三、等容变化第十八张，PPT共四十三页，创作于2022年6月查理是法国物理学家.1746年11月12日诞生于法国卢瓦雷的贝奥京西.大约在1787年，查理着手研究气体的膨胀性质，发现在压力一定的时候,气体体积的改变和温度的改变成正比.他进一步发现，对于一定质量的气体，当体积不变的时候，温度每升高l，压力就增加它在0时候压力的1273.查理还用它作根据，推算出气体在恒定压力下的膨胀速率是个常数.这个预言后来由盖吕萨克和道尔顿（1766一1844）的实验完全证实.查理（Jacques-Alexandre-Csar Charles，1746l823）1.查理生平介绍三、等容变化第十九张，P

8、PT共四十三页，创作于2022年6月2.实验视频视频演示视频演示三、等容变化第二十张，PPT共四十三页，创作于2022年6月0Pt/0CAB0PT/KAB273.15气体等容变化图像3.等容变化的图象三、等容变化第二十一张，PPT共四十三页，创作于2022年6月(1)等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系pT在直角坐标系中的图象叫做等容线3.等容变化的图象等容线 (2)一定质量气体的等容线pT图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小三、等容变化第二十二张，PPT共四十三页，创作于2022年6月(3)一定质量气体的等容线的物理意义3.等容变化的图象等容线

9、图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各 状态的体积相同 不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小（同一温度下，压 强大的体积小）如图所示，V2V1三、等容变化第二十三张，PPT共四十三页，创作于2022年6月p=CT或2、公式表述：1、文字表述：一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强p与热力学温度T成正比. 或 压强p与热力学温度T成正比可以表示为另外形式4.查理定律三、等容变化第二十四张，PPT共四十三页，创作于2022年6月（1）查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的5. 查理定律的说明（3）在p/T=C中的C与气体的种类、质量、体积有关（2）适用条件：气体

10、质量一定，体积不变（4）一定质量的气体在等容时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的（5）解题时前后两状态压强的单位要统一注意：p与热力学温度T成正比,不与摄氏温度成正比，但压强的变化p与摄氏温度t的变化成正比三、等容变化第二十五张，PPT共四十三页，创作于2022年6月高压锅内的食物易熟6.应用三、等容变化打足了气的车胎在阳光下曝晒会胀破第二十六张，PPT共四十三页，创作于2022年6月4. 汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升.已知某型号轮胎能在400C-900C正常工作, 为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5 atm，最低胎压

11、不低于1.6 atm，那么, 在t200C时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适（设轮胎的体积不变）等容变化查理定律t 400C时，即T=233K时的胎压等于1.6atmt900C时，即T=363K时的胎压等于3.5atmpmin=2.01atm pmax2.83atm第二十七张，PPT共四十三页，创作于2022年6月等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化.猜想在等压变化中，气体的体积与温度可能存在着什么关系？四、等压变化第二十八张，PPT共四十三页，创作于2022年6月盖吕萨克（UosephLollis Gaylussac，17781850年）法国化学家、物理

12、学家.1.盖吕萨克生平介绍盖吕萨克1778年9月6日生于圣莱昂特.1800年毕业于巴黎理工学校. 1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72岁.1802年，盖吕萨克发现气体热膨胀定律(即盖吕萨克定律)压强不变时，一定质量气体的体积跟热力学温度成正比.即V1/T1=V2/T2=C恒量.其实查理早就发现压强与温度的关系，只是当时未发表，也未被人注意.直到盖-吕萨克重新提出后，才受到重视.早年都称“查理定律”，但为表彰盖-吕萨克的贡献而称为“查理-盖吕萨克定律”.四、等压变化第二十九张，PPT共四十三页，创作于2022年6月2.实验视频四、等压变化第三十张，PPT共四十三页，创作于2022年6月0VT气体等压变化图像3.等压变化的图象四、等压变化第三十一张，PPT共四十三页，创作于2022年6月（1）等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中,体积V与热力学温度T的正比关系在VT直角坐标系中的图象.3.等压变化的图象等压线 （2）一定质量气体的等压线的VT图象，其延长线经过坐标原点，斜率反