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第二章 氣體、液體和固體
粵教版 選擇性必修三
第一節 氣體實驗定律Ⅱ
知識回顧
一定質量的氣體，其溫度、體積和壓強三個量之間存在某種關系。
探究氣體等溫變化的規律
探究三個量之間的變化關系？
控制變量法
探究氣體等容變化的規律
探究氣體等壓變化的規律
—— 玻意耳定律
Part 01
探究氣體等容變化的規律
（一）提出猜想
觀察下列日常生活現象，猜想在等容變化中，氣體的壓強與溫度可能存在著什么關系呢？
瓶吞雞蛋
車輛在夏季容易爆胎
定性分析：
一定質量的某種氣體，保持體積不變，當溫度升高時，氣體的壓強增大；當溫度降低時，氣體的壓強減小。
（二）實驗探究
思考：①怎么保證等容變化？ ②怎么測量壓強和溫度？
（二）實驗探究
思考：①怎么保證等容變化？ ②怎么測量壓強和溫度？
P1=P0
P2=P0-ρgh
P3=P0+ρgh
移動壓強計右側玻璃管使得左管上液面每次恢復到標記處
（三）實驗結論
實驗結論：氣體體積一定時，各種氣體的壓強都隨溫度的升高均勻增大。
O
P
t/
A
B
℃
外推
P=Ct+P0
-273.15℃
A
B
T/K
P
O
P=CT
熱力學溫度T=t+273.15 K
簡潔美
熱力學溫度（T），國際單位開爾文，簡稱開,符號K
壓強P與熱力學溫度 T 成正比
（四）查理定律
A
B
T/K
P
O
查理定律：一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強P與熱力學溫度 T 成正比.
或
或
（1）適用條件： 氣體質量一定，體積不變．
（2）T-熱力學溫度
（3）C與氣體的種類、質量、體積有關．
（五）等容線（P-T圖）
①點：確定的狀態
③斜率：不同體積下的等容線，斜率越大，體積越小。如V2O
p
T
O
p
T
V2
V1
②線：變化過程；同一條等容線各狀態體積相同
想一想：為什么Ｏ點附近用虛線？
——熱力學絕對零度不可能達到。
延長線過原點的傾斜直線
討論與交流
如何把雞蛋從玻璃瓶內解救出來？
討論與交流
夏天是個燥熱的季節，也是交通事故頻發的季節。請結合查理定律，分析夏季安全行車需要注意的事項有哪些呢？
——胎壓監測裝置
典例分析
例題1 汽車輪胎的氣壓是影響汽車節油及行駛安全的重要因素，據統計，在高速公路上有40％以上的交通事故是由于輪胎發生故障引起的。汽車在高速行駛時車胎因反復形變而升溫，車胎內氣壓隨之升高。某品牌的汽車輪胎說明書上標有“最大胎壓3kg/cm2”.該車在夏天以120km/h的速度行駛時，車胎內氣體溫度可達70℃。為保證汽車在最高限速120 km/h的高速道路上安全行駛，則在30℃的氣溫下，汽車出發前給車胎充氣的氣壓上限是多少？
分析：空氣注入車胎后質量不變，忽略車胎體積變化--查理定律
設車胎30°C時能充的最大氣壓為P1，70°C時能充的最大氣壓為P2
等容變化
狀態1
狀態2
解得
根據查理定律：
知識回顧
一定質量的氣體，其溫度、體積和壓強三個量之間存在某種關系。
探究氣體等溫變化的規律
探究三個量之間的變化關系？
控制變量法
探究氣體等容變化的規律
探究氣體等壓變化的規律
—— 玻意耳定律
—— 查理定律
Part 02
探究氣體等壓變化的規律
（一）提出猜想
定性分析：
一定質量的某種氣體，保持壓強不變，當溫度升高時，氣體的體積增大；當溫度降低時，氣體的體積減小。
（二）實驗探究
思考：①怎么保證等壓變化？ ②怎么測量體積和溫度？
P=P0
移動壓強計右側玻璃管使得左右液面每次相平
（三）實驗結論
實驗結論：氣體壓強一定時，各種氣體的氣體都隨溫度的升高均勻增大。
O
V
t/
A
B
℃
外推
V=Ct+V0
-273.15℃
A
B
T/K
V
O
P=CT
熱力學溫度T=t+273.15 K
體積V與熱力學溫度 T 成正比
（四）蓋-呂薩克定律
蓋-呂薩克定律：一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積 V 與熱力學溫度 T 成正比.
或
或
（1）適用條件：氣體質量一定，壓強不變．
（2）T-熱力學溫度
（3）C與氣體的種類、質量、壓強有關．
A
B
T/K
V
O
（五）等壓線（ V-T圖）：
①點：確定的狀態
③斜率：不同壓強下的等壓線，斜率越大，壓強越小。如P2O
V
T
O
V
T
P2
P1
②線：變化過程；同一條等壓線各狀態壓強相同
延長線過原點的傾斜直線
典例分析
例題2：炎熱的夏天，當我們在教室開空調時，除了溫度以外，教室內空氣的質量其實也發生了改變。設教室長，寬,高分別為L=10 m，D=6m，H =3m，開空調使室內空氣從溫度t1=33℃降到t2=26℃,請估算降溫前后教室內空氣的質量變化量。
（已知1個標準大氣壓下，溫度為0℃，空氣密度為1.29kg/m3)
分析：室外空氣進入室內，使得室內外空氣的壓強保持動態的平衡（等壓變化）
室內空氣的質量增加、壓強不變，則研究對象為從室外進入室內的空氣與原來室內的空氣看成一個整體（質量不變）
——蓋-呂薩克定律
典例分析
例題2：炎熱的夏天，當我們在教室開空調時，除了溫度以外，教室內空氣的質量其實也發生了改變。設教室長，寬,高分別為L=10 m，D=6m，H =3m，開空調使室內空氣從溫度t1=33℃降到t2=26℃,請估算降溫前后教室內空氣的質量變化量。
（已知1個標準大氣壓下，溫度為0℃，空氣密度為1.29kg/m3)
等壓變化
研究對象：室外進入室內的空氣與原來室內的空氣
在0°C、33°C、26°C研究氣體體積分別為V0、V1、V2
等壓變化
狀態1
狀態2
等壓變化
狀態3
△m=ρ1(V1-V2)
ρ0 = 1.29kg/m3
ρ1=
典例分析
例題2：炎熱的夏天，當我們在教室開空調時，除了溫度以外，教室內空氣的質量其實也發生了改變。設教室長，寬,高分別為L=10 m，D=6m，H =3m，開空調使室內空氣從溫度t1=33℃降到t2=26℃,請估算降溫前后教室內空氣的質量變化量。
（已知1個標準大氣壓下，溫度為0℃，空氣密度為1.29kg/m3)
等壓變化
研究對象：室外進入室內的空氣與原來室內的空氣
在0°C、33°C、26°C研究氣體體積分別為V0、V1、V2
根據蓋-呂薩克定律：
設在33°C時空氣密度為ρ1，0°C時空氣密度為ρ0=1.29kg/m3
ρ0VO=ρ1V1
△m=ρ1(V1-V2)
解得
課堂小結
或
或
或
或
圖線表達
應用 直線的斜率越大，體積越小，如圖，V2＜V1
蓋-呂薩克定律（等壓變化）
氣體的質量一定，壓強不變
直線的斜率越大，壓強越小，如圖，
p2＜p1
定律 查理定律（等容變化）
表達式
成立條件 氣體的質量一定，體積不變
氣體實驗定律
玻意耳定律
查理定律
蓋-呂薩克定律
壓強不太大(相對大氣壓)，溫度不太低(相對室溫)
這些定律的適用范圍：
p1V1=p2V2
例題：如圖所示是一定質量的理想氣體狀態按圖中箭頭順序變化，狀態D的溫度為27 ℃，BC為一段雙曲線，試求出TA、TB、TC，并畫出氣體狀態變化的p -T圖像．(T＝273 K＋t)
例題：如圖所示是一定質量的理想氣體狀態按圖中箭頭順序變化，狀態D的溫度為27 ℃，BC為一段雙曲線，試求出TA、TB、TC，并畫出氣體狀態變化的p -T圖像．(T＝273 K＋t)
[解析]　由題意可知，TD＝(273＋27)K＝300 K
由題圖可知，C→D為等容變化過程且pC＝2×105 Pa，pD＝1×105 Pa
根據查理定律可得TC＝TD＝×300 K＝600 K
由題圖可知，B→C為等溫變化過程，TB＝TC＝600 K
由題圖可知，A→B為等壓變化過程，且VA＝1 L，VB＝2 L
根據蓋-呂薩克定律可得TA＝TB＝×600 K＝300 K
p -T圖像如圖所示．

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