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高中物理選擇性必修三
第二章 氣體、液體和固體
第三節(jié) 氣體實驗定律的微觀解釋
氣體實驗定律
定律 玻意耳定律 （等溫變化） 查理定律 （等容變化） 蓋-呂薩克定律
（等壓變化）
表達式
圖像
P
V
A
B
T/K
V
O
A
B
T/K
P
O
一、新課引入
知識回顧
二、氣體壓強的微觀解釋
大量分子頻繁地碰撞器壁，對器壁產生持續(xù)、均勻的壓力，產生壓強。
二、氣體壓強的微觀解釋
從分子動理論的觀點來看，氣體壓強是大量氣體分子對器壁作用的宏觀效果，大小等于大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。
三、氣體實驗定律的微觀解釋
影響氣體壓強的因素
宏觀角度
溫度
體積
分子的平均速率（平均動能）
分子的密集程度
微觀角度
例1 (根據粵教版教材P32練習1改編)某學生在水瓶中裝入半瓶熱水蓋緊瓶蓋，一段時間后，該同學發(fā)現瓶蓋變緊。其本質原因是瓶內氣體壓強　　　　(選填“變大”“變小”或“不變”)，瓶內氣體分子平均速率　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”)，單位時間內瓶蓋受到瓶內氣體分子的撞擊次數
　　　　(選填“增加”“減少”或“不變”)。
二、氣體壓強的微觀解釋
二、氣體壓強的微觀解釋
CD
訓練 (多選)兩個相同的密閉容器中分別裝有等質量的同種理想氣體，已知容器中氣體的壓強不相同，則下列判斷中正確的是(　　)
A.壓強小的容器中氣體的溫度比較高
B.壓強大的容器中氣體單位體積內的分子數比較少
C.壓強小的容器中氣體分子的平均動能比較小
D.壓強大的容器中氣體分子對器壁單位面積的平均作用力比較大
三、氣體實驗定律的微觀解釋
內容：一定質量的氣體，在溫度不變的情況下，其壓強與體積成反比。
微觀解釋：
溫度保持不變時，氣體分子熱運動的平均速率一定，
若氣體體積減小，分子的密集程度增大，氣體壓強增大;
若氣體體積增大，分子的密集程度減小，氣體壓強減小。
公式：pV =C1
（1）玻意耳定律
三、氣體實驗定律的微觀解釋
（2）查理定律
內容：一定質量的氣體，在體積不變的情況下，其壓強與溫度成正比。
微觀解釋：
體積保持不變時，氣體分子的密集程度保持不變，
若氣體溫度升高，分子熱運動的平均速率增大，氣體壓強增大
若氣體溫度降低，分子熱運動的平均速率減小，氣體壓強減小
公式：
三、氣體實驗定律的微觀解釋
(3)蓋-呂薩克定律
內容：一定質量的氣體，在壓強不變的情況下，其體積與溫度成正比。
微觀解釋：
溫度降低時，分子的熱運動的平均速率減小,壓強減小；
只有氣體的體積同時減小，使分子的密集程度增大，才能保持壓強不變
公式：
三、氣體實驗定律的微觀解釋
AB
例2 (多選)對一定質量的某種氣體，下列說法正確的是(　　)
A.體積不變，壓強增大時，氣體分子的平均速率一定增大
B.溫度不變，壓強減小時，氣體分子的數密度一定減小
C.壓強不變，溫度降低時，氣體分子的數密度一定減小
D.溫度升高，壓強和體積都可能不變
四、理想氣體
理想氣體的特點
假設有這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強下都能嚴格地遵從氣體實驗定律，我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。
1、理想氣體是不存在的，是一種理想模型。
2、在溫度不太低，壓強不太大時實際氣體都可看成是理想氣體。
3、從微觀上說：分子間以及分子和器壁間，除碰撞外無其他作用力。
4、從能量上說：理想氣體的微觀本質是忽略了分子力，沒有分子勢能，理想氣體的內能只有分子動能。
5、一定質量的理想氣體的內能僅由溫度決定，與氣體的體積無關。
四、理想氣體
1、內容：一定質量的某種理想氣體在從一個狀態(tài)1變化到另一個狀態(tài)2時，盡管p、V、T都可能改變，但是壓強跟體積的乘積與熱力學溫度的比值保持不變。
2、公式：
3、使用條件：一定質量的某種理想氣體。
理想氣體的狀態(tài)方程
四、理想氣體
例3 已知湖水的深度為20 m，湖底的水溫為4 ℃，水面的溫度為17 ℃，大氣壓強為1.0×105 Pa。當氣泡從湖底緩慢升到水面時，其體積約為原來的(重力加速度g取10 m/s2，水的密度ρ取1.0×103 kg/m3，T＝t＋273 K)(　　)
A.12.8倍 B.8.5倍 C.3.1倍 D.1.1倍
C
四、理想氣體
例4 內徑均勻的L形直角細玻璃管，一端封閉，一端開口豎直向上，用水銀柱將一定質量的空氣封存在封閉端內，空氣柱長4 cm，水銀柱高58 cm，水銀進入封閉端的長度為2 cm，如圖所示，溫度是87 ℃，大氣壓強為75 cmHg，T＝t＋273 K，求：
(1)在如圖所示位置時空氣柱的壓強p1；
(2)在如圖所示位置，要使空氣柱的長度變?yōu)? cm，
溫度必須降低到多少攝氏度？
答案　(1)133 cmHg　(2)－5 ℃

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