2013高二物理粤教版选修33同步气体实验定律.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/11/30,#,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 ,_.,此关系为查理定律在,P,T,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,V,T,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，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：,以灯泡内的气体为研究对象，温度升高时体积不变,初态：温度,T,1,(273,20)K,293 K,末态：温度,T,2,(273,500)K,773 K,，压强,p,2,1 atm,由查理定律,.,解得,P,1,0.38 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,T,0,=273K.,设玻璃泡,B,中气体的压强为,p,1,，体积为,V,B,，玻璃泡,C,中气体的压强为,p,C,，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,T,0,，设玻璃泡,B,中气体的压强为,p,B,，,依题意，有,p,B,=,p,C,玻璃泡,A,和,B,中气体的体积为,V,2,=,V,A,+,V,B,根据玻意耳定律得,p,1,V,B=,p,B,V,2 ,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,p,C=,p,B+,p,玻璃泡,C,中的气体体积不变，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,V,100 cm,3,的空心球带有一根有刻度的均匀长管，管上共有,N,101,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 cm,3,，水银液滴将球内空气与大气隔开，如右图所示当温度,t,5,时，水银液滴在刻度为,N,21,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，所以可用来测量温度,当,t,5,时：,T,0,(273,5)K,278 K,，,V,0,(100,20,0.2)cm,3,104 cm,3,当,N,1,时：,T,1,267.3,V,1,100 cm,3,当,N,101,时：,T,2,320.8,V,2,(100,100,0.2)cm,3,120 cm,3,T,1,t,1,273 K,，,T,2,t,2,273 K,，,t,1,5.7,，,t,2,47.8,.,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,=,S,h,，,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,1,p,T,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,p,T,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,V,1,V,2,，即体积越大，斜率越小,2,p,t,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,V,1,V,2,，图象纵轴的截距,p,0,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,(,),A,a,d,的过程气体体积增加,B,b,d,的过程气体体积不变,C,c,d,的过程气体体积增加,D,a,d,的过程气体体积减小,解析：,在,p,T,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,3,一定质量的理想气体的,p,t,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,1,V,T,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,V,T,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,p,1,p,B,B,p,C,p,B,C,V,A,V,B,D,T,A,k,od,k,ab,，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管，横截面积为,0.10 cm,2,.,管中有一段,15 cm,长的水银柱将一些空气封闭在管中，如右图，此时气体的温度为,27,.,当温度升高到,30,时，为了使气体体积不变，需要再注入多少克水银？设大气压强为,p,0,75 cmHg,且不变水银密度,13.6 g/cm,3,.,解析：,以管中封闭气体为研究对象，,初态：,p,1,p,0,gh,90 cmHg,，,T,1,300 K,末态：,p,2,(90,x,)cmHg,，,T,2,303 K,由查理定律得：，所以,x,0.9 cm,注入水银的质量,m,xS,13.6,0.9,0.10 g,1.2 g.,答案：,1.2 g,感谢您的使用，退出请按,ESC,键,本小节结束,