資源簡介

(共29張PPT)
1.5　氣體實驗定律
1.知道玻意耳定律、查理定律、蓋—呂薩克定律的內容。
2.能用圖像描述氣體的等溫變化、等容變化和等壓變化。
3.知道什么是理想氣體。
學習目標
溫度
1.玻意耳定律
(1)內容：一定質量的氣體，在 保持不變的條件下，壓強與體積成_____。
(2)公式： ，或 p1V1＝p2V2。
(3)條件：氣體的質量一定，溫度保持不變。
反比
知識點一　玻意耳定律
p∝
2.氣體等溫變化的圖像(即等溫線)
(1)圖像
(2)特點：一定質量的氣體在溫度不變時，由于壓強與體積成反比，在p－V圖像上等溫線應為雙曲線，在p－圖像上等溫線應為過原點的直線。
p 圖像
p 圖像
3.玻意耳定律的微觀解釋
從微觀角度看，一定質量的氣體分子總數不變。溫度保持不變時，分子_________保持不變。當氣體體積減小時，單位體積內的分子數 ，氣體的壓強也就增大；當氣體體積增大時，單位體積內的分子數 ，氣體的壓強也就減小。
平均動能
增多
減少
1.查理定律
壓強
熱力學溫度
p∝T
質量
體積
知識點二　查理定律與蓋—呂薩克定律
(4) p－T圖像
(5)微觀解釋：從微觀角度看，一定質量的氣體，在體積保持不變時，單位體積內的 保持不變。當溫度升高時，分子 增大，氣體的壓強也就增大；當溫度降低時，分子 減小，氣體的壓強也就減小。
分子數
平均動能
平均動能
2.蓋—呂薩克定律
體積
熱力學溫度
V∝T
壓強
(4) V－T圖像
(5)微觀解釋：從微觀角度看，對于一定質量的氣體，當溫度升高時，分子平均動能增大，為了保持壓強不變，單位體積的分子數相應 ，氣體的體積必然相應 。反之，當氣體的溫度降低時，氣體的體積必然 。
減少
增大
減小
3.理想氣體
(1)定義：嚴格遵循 的氣體稱為理想氣體。
(2)理解
①理想氣體的分子大小與分子間的距離相比可忽略不計；除了碰撞外，分子間的 可忽略不計。
②理想氣體的 可忽略不計，其內能只是所有分子熱運動動能的總和。
③一定質量理想氣體的內能只與氣體的 有關，而與氣體的體積無關。
氣體實驗定律
相互作用
分子勢能
溫度
[情景導學]
(1)玻意耳定律成立的條件是什么？
(2)用p1V1＝p2V2解題時各物理量的單位必須是國際單位制中的單位嗎？
(3)玻意耳定律的表達式p∝ ，即pV＝C, C是一個與氣體無關的常量嗎？
要點提升一　玻意耳定律的理解及應用
提示：(1)一定質量的氣體，且溫度不變。
(2)不必。只要同一物理量使用同一單位即可。
(3)pV＝C中的常量C不是一個普適恒量，它與氣體的種類、質量、溫度有關。
[要點歸納]
1.對玻意耳定律
(1)成立條件：一定質量的某種氣體，溫度不太低，壓強不太大。
(2)表達式：p1V1＝p2V2或pV＝C。
(3)玻意耳定律表達式pV＝C中的C與氣體所處溫度高低有關，溫度越高，C越大。
2.p－V圖像與p－圖像
(1)一定質量的氣體的p－V圖像如圖甲所示，圖線為雙曲線的一支，且溫度t1(2)一定質量的氣體p－圖像如圖乙所示，圖線的延長線為過原點的傾斜直線，且溫度t1練1：如圖所示，粗細均勻、導熱良好、裝有適量水銀的U型管豎直放置，右端與大氣相通，左端封閉氣柱長l1＝20 cm(可視為理想氣體)，兩管中水銀面等高。先將右端與一低壓艙(未畫出)接通，穩定后右管水銀面高出左管水銀面h＝10 cm(環境溫度不變，大氣壓強p0＝75 cmHg)，求穩定后低壓艙內的壓強(用“cmHg”作單位)。
解析：設U型管橫截面積為S，右端與大氣相通時左管中封閉氣體壓強為p1，右端與一低壓艙接通后左管中封閉氣體壓強為p2，氣柱長度為l2，穩定后低壓艙內的壓強為p。左管中封閉氣體發生等溫變化，
根據玻意耳定律得p1V1＝p2V2，p1＝p0，p2＝p＋ph。
由幾何關系得h＝2(l2－l1)，V1＝l1S，V2＝l2S。
答案：50 cmHg
[情景導學]
(1)生活中我們經常遇到這樣的事情，保溫杯內剩余半杯熱水時我們將杯子蓋擰緊，放置一段時間后，杯子蓋很難擰開或者擰不開，這是為什么？
(2)打足氣的自行車在烈日下曝曬，常常會爆胎，原因是什么？
提示：(1)放置一段時間后，杯內的空氣溫度降低，壓強減小，外界的大氣壓強大于杯內空氣壓強，所以杯蓋很難打開。
(2)車胎在烈日下曝曬，胎內的氣體溫度升高，氣體的壓強增大，把車胎脹破。
要點提升二　查理定律的理解及應用
[要點歸納]
1.查理定律
(1)成立條件：氣體的質量和體積不變。
(2)表達式： ＝ 或＝C。
(3)查理定律表達式＝C中的C與氣體的種類、質量、體積有關。
2.查理定律的推論
表示一定質量的某種氣體從初狀態(p、T)開始發生等容變化，其壓強的變化量Δp與溫度的變化量ΔT成正比。
3.等容過程的p－T和p－t的圖像
(1)p－T圖像：一定質量的某種氣體，在等容過程中，氣體的壓強p和熱力學溫度T的關系圖線的延長線是過原點的傾斜直線，如圖所示，且V11
2
(2)p－t圖像：一定質量的某種氣體，在等容過程中，壓強p與攝氏溫度t是一次函數關系，不是簡單的正比例關系，如圖所示，等容線是一條延長線通過橫軸－273.15 ℃的點的傾斜直線，且斜率越大，體積越小。圖像縱軸的截距p0是氣體在0 ℃時的壓強。
練2：一定質量的氣體，在體積不變的條件下，溫度由0 ℃升高到10 ℃時，其壓強的增量為Δp1，當它由100 ℃升高到110 ℃時，其壓強的增量為Δp2，則Δp1與Δp2之比是(　　)
A.10∶1 B.373∶273
C.1∶1 D.383∶283
答案：C
解析：由查理定律得Δp＝ΔT，一定質量的氣體在體積不變的條件下＝恒量，溫度由0 ℃升高到10 ℃和由100 ℃升高到110 ℃，ΔT＝10 K相同，故壓強的增量Δp1＝Δp2，C項正確。
[情景導學]
(1)如圖所示，用水銀柱封閉了一定量的氣體。當給封閉氣體加熱時能看到什么現象？
(2)氣體狀態發生變化時，氣體的壓強有什么特點？
提示：(1)水銀柱向上移動　(2)氣體的壓強不變
要點提升三　蓋—呂薩克定律的理解及應用
[要點歸納]
1.蓋—呂薩克定律
(1)成立條件：氣體的質量和壓強不變。
(2)表達式
①熱力學溫度下：＝ C。
②攝氏溫度下：Vt＝V0＋ V0。
(3)表達式＝C中的C與氣體的種類、質量、體積有關。
2.蓋—呂薩克定律的推論
蓋—呂薩克定律＝ → ＝或ΔV＝ ΔT，
一定質量的某種氣體從初狀態(V、T)開始發生等壓變化，其體積的變化量ΔV與溫度的變化量ΔT成正比。
3.V－T和V－t圖像
(1)V－T圖像：一定質量的某種氣體，在等壓過程中，氣體的體積V和熱力學溫度T圖線的延長線是過原點的傾斜直線，如圖甲所示，且p1(2)V－t圖像：一定質量的某種氣體，在等壓過程中，體積V與攝氏溫度t是一次線性函數，不是簡單的正比例關系，如圖乙所示，圖像縱軸的截距V0是氣體在0 ℃時的體積，等壓線是一條延長線通過橫軸上t＝－273.15 ℃的傾斜直線，且斜率越大，壓強越小。
練3：如圖所示，一圓柱形容器豎直放置，通過活塞封閉著攝氏溫度為t的理想氣體。活塞的質量為m，橫截面積為S，與容器底部相距h。現通過電熱絲給氣體加熱一段時間，結果活塞緩慢上升了h，已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，不計器壁向外散失的熱量及活塞與器壁間的摩擦，求：
(1)氣體的壓強；
(2)這段時間內氣體的溫度升高了多少？
解析：(1)以活塞為研究對象，受力分析得：pS＝p0S＋mg
解得氣體的壓強為p＝p0＋。
(2)以被封閉氣體為研究對象，氣體經歷等壓變化，
初狀態：V1＝hS，T1＝273＋t
末狀態：V2＝2hS，T2＝273＋t′
由蓋—呂薩克定律＝
解得：t′＝273＋2t Δt＝t′－t＝273＋t。
答案：(1)p0＋ 　(2)273＋t

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