《气体实验定律(Ⅱ)》课件5.ppt

1、第八节气体实验定律(),固体、液体和气体,1通过实验，理解查理定律和盖吕萨克定律 2知道理想气体模型，能用分子运动论和统计观点解释气体实验定律 3掌握气体实验定律的简单应用,前面我们学习了玻意耳定律：一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强和体积成反比那么，一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强随温度怎样变化呢？滴液瓶中装有干燥的空气，用涂有少量润滑油的橡皮塞盖住瓶口，把瓶子放入热水中，会看到塞子飞出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子时会比平时费力，为什么？,1气体在_不变的状态下，发生的变化叫做等容变化； 2_质量的某种气体，在体积不变的情况下，_与_成正比；则有p_或 _.此关系为查理定

2、律在PT图上，等容过程的图线是一条_ 3气体在_不变的状态下，发生的变化叫做等压变化,体积,一定 压强,热力学温度 CT,过原点的直线,压强,4_质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与_成_比；则有V_或 _.此关系为盖吕萨克定律在VT图上，等压过程的图线是一条_ 5理想气体：实验表明，在压强不太大，温度不太低的条件下，不论什么气体都近似符合气体实验定律，为了研究方便，我们可以设想有一种严格遵守_的气体，这样的气体称为理想气体，理想气体实际上是不存在的，它是对实际气体的一种理想化的简化模型,热力学温度 正 CT,一定,过原点的直线,三个实验定律,6气体实验定律的微观解释 (1)对玻意耳定律

3、的解释：从分子动理论的观点来看，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，气体的体积减小，分子的密集程度增大，气体的压强增大；反之，气体体积增大，分子密集程度减小，气体压强减小 (2)对查理定律的解释：从分子动理论的观点来看，一定质量的气体，体积保持不变而温度升高时，分子的密集程度不变，分子的平均动能增大，因而气体的压强增大，温度降低时，情况恰好相反,(3)对盖吕萨克定律的解释：一定质量的气体温度升高时，要保持压强不变，那就只能让气体体积增大才行，这时，一方面由于温度升高，分子的平均动能增大，分子对器壁单位时间内单位面积上的作用力增大，压强有增大的倾向，另一方面，由于体积的增大，

4、分子的密集程度减小，单位时间内分子对单位面积的碰撞次数减小，使压强有减小的倾向，这两种倾向抵消，所以压强保持不变,查理定律的应用,一定质量气体在体积不变时，压强和温度的关系是由法国科学家查理通过实验发现的，叫做查理定律 一定质量的某种气体，在体积V不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比，即,这一定律适用于体积不变，温度不太低，压强不太大的情况 注意：(1)在具体题目中一定要注意压强p与热力学温度T成正比，而与摄氏温度不成正比，因此应注意温度的计算,灯泡内充有氮氩混合气体，如果要使灯泡内的混合气体在500时的压强不超过1个大气压，在20下充气，则灯泡内气体的压强至多能充到多少？,解析：以灯泡内

5、的气体为研究对象，温度升高时体积不变 初态：温度T1(27320)K293 K 末态：温度T2(273500)K773 K，压强p21 atm 由查理定律 .解得P10.38 atm. 答案：0.38 atm,课堂训练,1. （2012全国新课标）如图，由U型管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0 的水槽中，B的容积是A的3倍.阀门S将A和B两部分隔开.A内为真空，B和C内都充有气体.U型管内左边水银柱比右边的低60mm.打开阀门S，整个系统稳定后，U型管内左右水银柱高度相等.假设U型管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积.,（1）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）； （2）将

6、右侧水槽的水从0 加热到一定温度时，U型管内左右水银柱高度差又为60 mm，求加热后右侧水槽的水温.,解析：（1）在打开阀门S前，两水槽水温均为T0=273K.设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意有 p1=pC+p 式中p=60 mmHg，打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为pB， 依题意，有 pB=pC 玻璃泡A和B中气体的体积为 V2=VA+VB ,根据玻意耳定律得 p1VB=pBV2 联立式，并代入题给数据得 （2）当右侧水槽的水温加热至T时，U型管左右水银柱高度差为p.玻璃泡C中气体的压强为 pC=pB+p 玻璃泡C中的气体

7、体积不变，根据查理定理得 ,联立式，并代入题给数据得 T=364K. 答案：（1）180 mmHg（2）364 K,盖吕萨克定律的应用,体积为V100 cm3的空心球带有一根有刻度的均匀长管，管上共有N101个刻度，设长管与球连接处为第一个刻度，以后顺序往上排列，相邻两刻度间管的体积为0.2 cm3，水银液滴将球内空气与大气隔开，如右图所示当温度t5 时，水银液滴在刻度为N21的地方. 那么在此大气压下，能否用它测量温度？说明理由，若能，求出测量范围不计热膨胀.,解析：因管口与大气相通，所以球壳内气体的体积随温度的升高而膨胀，气体做等压变化， 根据盖吕萨克定律 温度的增加与体积的增加成正比，所

8、以可用来测量温度 当t5 时：T0(2735) K278 K，V0(100200.2) cm3104 cm3,当N1时：T1267.3V1100 cm3 当N101时：T2320.8V2(1001000.2)cm3120 cm3 T1t1273 K，T2t2273 K，t15.7 ，t247.8 . 答案：5.7 47.8 ,课堂训练,2.（2012上海卷）右图为 “研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图.粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被封闭于烧瓶内.开始时，B、C内的水银面等高. （1）若气

9、体温度升高，为使瓶 内气体的压强不变，应将C管_ （填“向上”或“向下”）移动，直至 _,（2）（单选）实验中多次改变气体温度，用t表示气体升高的温度，用h表示B管内水银面高度的改变量.根据测量数据作出的图象是 ( ),解析：（2）v与t成正比，v=Sh，S表示B管内横截面积，所以h与t成正比，选项A正确. 答案：（1）向下 B、C两管内水银面等高（2）A,pT 图象的应用,1pT图象：一定质量的某种气体，在等容过程中气体压强p和热力学温度T的图线是过原点的倾斜直线，在pT图象中，比较两个状态的体积大小，可以用这两个状态到原点连线的斜率大小来判断. 如图所示，且V1V2，即体积越大，斜率越小,

10、2pt图象：一定质量的某种气体，在等容过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系不是简单的正比例关系，如图所示，等容线是一条延长线通过横轴273.15 的倾斜直线，且斜率越大，体积越小，且V1V2，图象纵轴的截距p0是气体在0 时的压强,(双选）如图所示，是一定质量的理想气体的三种变化过程，那么，以下四种解释中，哪些是正确的(),Aad的过程气体体积增加 Bbd的过程气体体积不变 Ccd的过程气体体积增加 Dad的过程气体体积减小,解析：在pT图上的等容线的延长线是过原点的直线，且体积越大，直线的斜率越小由此可见，a状态对应体积最小，c状态对应体积最大所以选项A、B正确 答案：AB,课堂训练,3

11、一定质量的理想气体的pt图象如下图所示，在气体由状态A变化到状态B的过程中，体积(),A一定不变 B一定减小 C一定增加 D不能判定怎样变化,解析：图中横坐标表示的是摄氏温度t.若BA的延长线与t轴相交在273 ，则表示A到B过程中体积是不变的但是，由图中无法作出这样的判定 答案：D,VT图象的应用,1VT图象：一定质量的某种气体，在等压过程中，气体的体积V和热力学温度T的图线是过原点的倾斜直线， 在VT图象中，比较两个状态的压强大小，可以用这两个状态到原点连线的斜率大小来判断，斜率越大，压强越小如下图所示，且p1p2，即压强越大，斜率越小,2Vt图象：一定质量的某种气体，在等压过程中，体积V

12、与摄氏温度t是一次线性函数，不是简单的正比例关系如图所示，图象纵轴的截距V0是气体在0 时的体积，等压线是一条延长线通过横轴上273.15 的倾斜直线，且斜率越大，压强越小,（双选）一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，如图所示，在气体状态变化过程中，正确的是() A在过程AC中，气体的压强不断变大 B在过程CB中，气体的压强不断变小 C在状态A时，气体的压强最大 D在状态B时，气体的压强最大,解析：气体的AC变化过程是等温变化，由pVC可知，体积减小，压强增大，A正确在CB变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由p/TC可知，温度升高，压强增大，故B错误由以上分析可知在A

13、CB过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，故C错误，D正确 答案：AD,课堂训练,4.一定质量的气体作等压变化时，其Vt图象如右图所示，若保持气体质量不变，而改变气体的压强，再让气体作等压变化，则其等压线与原来相比，下列不可能正确的是() A等压线与V轴之间夹角变小 B等压线与V轴之间夹角变大 C等压线与t轴交点的位置不变 D等压线与t轴交点的位置一定改变,解析：对于一定质量气体的等压线，其Vt图象的延长线一定过273 的点，C正确；由于题目中没有给定压强的变化情况，因此A、B都有可能 答案：D,1（双选)描述一定质量的气体等容变化的A到B过程的图线是图中的哪一个(),解析：

14、等容变化时，pT图象为正比例函数，故A、B错误；pt图象为一次线性函数故C、D正确 答案：CD,2对于一定质量的气体，以下说法正确的是() A气体作等容变化时，气体的压强和温度成正比 B气体作等容变化时，温度升高1 ，增加的压强是原来压强的1/273 C气体作等容变化时，气体压强的变化量与温度的变化量成正比 D由查理定律可知，等容变化中，气体温度从t1升高到t2时，气体压强由p1增加到p2，且p2p11(t2t1)/273,3(双选）一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了1/2，若气体原来温度是27 ，则温度的变化是() A升高到450 K B升高了150 C升高到40.5 D升高了450

15、,4高空实验火箭起飞前，仪器舱内气体的压强p01 atm，温度t027 ，在火箭竖直向上飞行的过程中，加速度的大小等于重力加速度g，仪器舱内水银气压计的示数为p0.6p0，已知仪器舱是密封的，那么，这段过程中舱内温度是() A16.2 B32.4 C360 K D180 K,5温度计是生活、生产中常用的测温装置如图为一个简单温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化已知A、D间的测量范围为2080 ，A、D间刻度均匀分布由图可知，A、D及有色水柱下端所示的温度分别是() A20 、80 、64 B20 、80 、68

16、 C80 、20 、32 D80 、20 、34 ,6如图所示是一定质量的气体从状态A经B到C的VT图象，由图象可知(),ApApB BpCpB CVAVB DTATB,解析：由A到B是等容变化，根据查理定律 C(恒量)知，TBTA，所以pBpA，故D正确，A、C错误；由B到C是等压变化，所以pCpB，故B错误 答案：D,7一定质量的理想气体经历如下图所示的一系列过程ab、bc、cd和da，这四段过程在pT图上都是直线，其中ab的延长线通过坐标原点，bc垂直于ab，而cd平行于ab，由图不能判断(),Aab过程中气体体积不断减小 Bbc过程中气体体积不断减小 Ccd过程中气体体积不断增大 Dd

17、a过程中气体体积不断增大,解析：由于ab的延长线过坐标原点，斜率不变，ab过程是等容变化，A错误；把c、d与O连线，可得两条等容线，斜率关系是kockodkab，故bc过程体积减小，cd过程体积增大，da过程体积增大 答案：A,8. （2012重庆卷）右图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气.若玻璃管中水柱上升，则外界大气的变化可能是 （） A.温度降低，压强增大 B.温度升高，压强不变 C.温度升高，压强减小 D.温度不变，压强减小,解析：设玻璃泡中气体压强为P，外界大气压为P，则P=P+gh，且玻璃泡中气体与外界大气压温度相同，液柱上升，气体体积减小，根据理想气体状态方程 可知， 变大，即 变大，B、C、D三项均不符合要求，A正确. ,9.上端开口竖直放置的玻璃