气体实验定律

第4章气体第1节气体实验定律问题一在炎热的夏天，给自行车胎打气应注意什么？问题二用什么方法可以使凹进的乒乓球恢复原状？问题三你看到了什么现象？为什么会出现这个现象？1、温度2、体积3、压强热力学温度T：开尔文T=t＋273K体积V单位：有L、mL等压强p单位：Pa（帕斯卡）气体的状态参量问题四一定质量的气体，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？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”.

☆控制变量的方法等温变化：气体在温度不变的状态下，发生的变化.猜想在等温变化中，气体的压强与体积可能存在着什么关系？猜想与假设实验探究（1）研究的是哪一部分气体?（3）如何测V?（4）如何测量p？从压力表上读出可以直接读出体积，也可以读出注射器的长度（2）如何保证封闭气体的温度不变?不能用手触摸玻璃管注射器内一定质量的气体(2)实验视频视频演示视频演示实验数据的处理次数12345压强（×105Pa)3.02.52.01.51.0体积(L)1.31.62.02.74.0V12301234p-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？1/V12300.20.40.60.8p-1/V图象一、玻意耳定律2、公式表述：pV=常数或p1V1=p2V23、图像表述：p1/V·0Vp·0AA1、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.

需要注意的问题研究对象:一定质量的气体适用条件:温度保持不变化适用范围：温度不太低，压强不太大同一气体，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？结论:t3>t2>t1Vp1230p-V图象特点:(2)温度越高,其等温线离原点越远.讨论：(1)等温线是双曲线的一支.二、p-V图象意义(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一.1.一定质量气体的体积是20L时，压强为1×105Pa。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例题答案:1.25×105Pa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．知道高压锅做饭的原理吗？问题五问题六用手堵住注射器的口压缩气体，有什么感觉？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着什么关系？猜想与假设实验探究（1）研究的是哪一部分气体?（3）如何测T?（4）如何测量p？从压力表上读出用温度计（2）如何保证封闭气体的体积不变?将柱塞固定注射器内一定质量的气体实验视频视频演示视频演示三、查理定律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1／273.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-CésarCharles，1746－l823）1.查理生平介绍0pt/0CAB0T/KAB273.15甲乙气体等容变化图像三、查理定律2.查理定律的图象p（l）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p－T在直角坐标系中的图象叫做等容线．三、查理定律2.查理定律的图象——等容线

（2）一定质量气体的等容线p－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小．（3）一定质量气体的等容线的物理意义．三、查理定律2.查理定律的图象——等容线

①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②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，V2<V1．p=CT或三、查理定律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3.查理定律的内容、表达式（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．三、查理定律4.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．高压锅内的食物易熟5.应用三、查理定律打足了气的车胎在阳光下曝晒会胀破等压变化：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？猜想与假设实验探究（1）研究的是哪一部分气体?（3）如何测T?（4）如何测量V？从刻度尺上读出用温度计（2）如何保证封闭气体的压强不变?柱塞达到平衡注射器内一定质量的气体实验视频盖·吕萨克（UosephLollisGay—lussac，1778—1850年）法国化学家、物理学家.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、盖•吕萨克定律0VT气体等压变化图像2.盖•吕萨克定律的图象四、盖•吕萨克定律（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V－T直角坐标系中的图象.2.盖•吕萨克定律的图象——等压线

（2）一定质量气体的等压线的V－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映压强大小．四、盖•吕萨克定律（3）一定质量气体的等压线的物理意义2.盖•吕萨克定律的图象——等压线

①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等压线上各状态的压强相同．②不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小（同一温度下，体积大的压强小）如图所示p2<p1．四、盖•吕萨克定律V=CT或2、公式表述：1、文字表述：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成正比.

或

体积V与热力学温度T成正比可以表示为另外形式3.盖•吕萨克定律的内容、表达式四、盖•吕萨克定律（1）盖·吕萨克定律是实验定律，由法国科学家盖·吕萨克通过实验发现的．（3）在V/Ｔ=C中的C与气体的种类、质量、压强有关．（2）适用条件：气体质量一定，压强不变．注意：V正比于T而不正比于t，但Vt（4）一定质量的气体发生等压变化时，升高（或降低）相同的温度，增加（或减小）的体积是相同的．（5）解题时前后两状态的体积单位要统一．4.说明四、盖•吕萨克定律1.如图，一上端开口,下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6.6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为p0=76cmHg.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=p3h′S解得h=12cmh′=9.2cmp0+ρgl3p1p1=p0+ρgl3

则p2=ρgl1，p0=p2+ρgx

p2p0+ρgxxp3p0+ρgx则p3=p0+ρgx

2.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C等温线3.

某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20×105Pa。如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压是1.0×105Pa.初态

p1=20×105PaV1=10LT1=T末态

p2=1.0×105PaV2=？LT2=T由玻意耳定律

p1V1=p2V2得V2=200L剩下的气体为原来的就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了.为研究对象ACD4.如图所示,两端开口的弯管,左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则（）A.弯管左管内外水银面的高度差为hB.若把弯管向上移动少许,则管内气体体积增大C.若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升 D.若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升hp0+ρghpxpp0+ρgxp0+ρgx=p0+ρgh封闭气体温度和压强不变，体积不变体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升5.

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－40C-90C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3.5atm，最低胎压不低于1.6atm，那么,在t＝20C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＝－40C时，即T=233K