还剩39页未读，
继续阅读
人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体3 气体的等压变化和等容变化评课课件ppt
展开
这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体3 气体的等压变化和等容变化评课课件ppt，共47页。PPT课件主要包含了学习目标，◆几何性质，◆力学性质，◆热学性质，◆知识回顾，体积V，压强P，温度T，新课导入，新课讲解等内容，欢迎下载使用。
1．知道什么是理想气体，理解理想气体的状态方程。2．会用气体动理论的知识解释气体实验定律。
【问题】通常我们研究一个热力学系统的三种性质的对应哪些状态参量？
压强不太大(相对大气压)温度不太低(相对室温)
【问题】这些定律的适用范围是什么?
当压强很大、温度很低时，由气体实验定律计算的结果与实际测量结果有很大的差别.
不过，在通常的温度和压强下，很多实际气体，特别是那些不容易液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气等，其性质与实验定律的结论符合的很好.
为了研究方便，可以设想一种气体，它在任何温度、任何压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”.
气体实验定律的微观解释
1、定义：在任何温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律的气体叫做“理想气体”。
（1）理想气体实际不存在，是一种理想模型.
（2）在常温常压下（不低于负几十摄氏度,压强不超过大气压的几倍时）,大多数实际气体,尤其是那些不易液化的气体如氢气、氧气、氮气、氦气等都可以近似地看成理想气体。在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成是理想气体.
（3）严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程.
（4）理想气体每个分子可看成弹性小球,分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子可视为质点．(从分子动理论的角度，理想气体忽略分子的自身体积（大小）和分子间相互作用力)
▲从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
▲从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。
（5）理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动的动能之和，一定质量的理想气体的内能只与温度有关，与气体的体积无关.故一定质量的理想气体，温度是内能的标志.
是人为规定的一种理想化模型
忽略分子力，没有分子势能
只有在温度不太低、压强不太大的条件下才可当成理想气体
例.关于理想气体的性质，下列说法中正确的是 ( )A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在B．理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体C．一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高D．氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可视为理想气体
如果某种气体的三个状态参量（p、V、T）都发生了变化，它们之间又遵从什么规律呢？
如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过程。分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，那么A、C状态的状态参量间有何关系呢？
从A→B为等温变化：
pAVA=pBVB ①
从B→C为等容变化： 由查理定律 ②
内容：一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。
与物体的质量和种类有关，即与物质的量有关（C=nR），与p、V、T无关.
4. 单位：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位.
3. 适用条件：一定质量的理想气体
6、理想气体状态方程和三个气体实验定律的关系
气体的三大定律都是实验定律，由实验归纳总结得到。
推导理想气体状态方程（其它过程）
推论1：理想气体密度方程
推论2：理想气体状态方程分态式
如果一部分气体（p、V、T）被分成了几部分，状态分别为（p1、V1、T1） （p2、V2、T2）……则有：
以1ml的某种理想气体为研究对象，它在标准状态
注意:R的数值与单位的对应
P(atm),V (L): R=0.082 atm·L/ml·K
P(Pa),V (m3): R=8.31 J/ml·K
克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的状态方程，它联系着某一确定状态下，各物理量的关系。
对实际气体只要温度不太低，压强不太大就可应用克拉珀龙方程解题．
n为物质的量，R＝8.31J/ml.k —摩尔气体常量
探究三个量都变化时遵从规律的反思
一般状态变化图象的处理方法：
基本方法，化“一般”为“特殊”
如图是一定质量的某种气体的状态变化过程A-B-C-A。
在V-T图线上，等压线是一簇延长线过原点的直线，过A、B、C三点作三条等压线分别表示三个等压状态。
所以A→B压强增大，温度降低，体积缩小,
B → C温度升高，体积减小，压强增大，
C→A 温度降低，体积增大，压强减小。
由图可知pA′
例题、一定质量的理想气体，初状态是(p0、V0、T0)，经过一个等压过程，温度升高到3T0/2，再经过一个等容变化，压强减小到p0/2，则气体最后的状态是( )A．3p0/4，3V0/2，3T0/2B．p0/2，3V0/2，3T0/4C．p0/2，V0，T0/2D．以上答案均不对
例题、如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，下列能使h变大的是( )A.环境温度升高B.大气压强升高C.沿管壁向右管内加水银D.U形玻璃管自由下落
例题.一水银气压计中混进了空气，因而在27℃，外界大气压为758mmHg时，这个水银气压计的读数为738mmHg，此时管中水银面距管顶80mm，当温度降至-3℃时，这个气压计的读数为743mmHg，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱?
p1=758-738=20mmHg V1=80S mm3 T1=273+27=300 K
T2=273+(-3)=270K
解得：p=762.2 mmHg
p2=p-743mmHg V2=(80-5)S=75S mm3
解：以混进水银气压计的空气为研究对象
由理想气体状态方程得：
例题．如图所示，一个密闭的汽缸，被活塞分成体积比为2∶1的左、右两室，汽缸壁与活塞是不导热的，它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等．现利用右室中的电热丝对右室加热一段时间，活塞达到平衡后，左室的体积变为原来的0.75 ，气体的温度T＝300 K，求右室气体的温度．
例题.如图所示，某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面1 m，因上部混入少量空气，使其读数不准。当气温为300 K，标准气压计读数为76 cmHg时，该气压计读数为70 cmHg。(1)在相同气温下，若用该气压计测量气压，测得读数为68 cmHg，则实际气压应为多少cmHg?(2)若在气温为270 K时，用该气压计测得读数为70 cmHg，则实际气压为多少cmHg?
(2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变．体积减小，分子越密集，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大．
1.玻意耳定律(等温变化) p1V1=p2V2
(1)宏观表现：一定质量的理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小．
用分子动理论可以很好地解释气体的实验定律
(1)宏观表现：一定质量的理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小.
2.查理定律(等容变化)
(2)微观解释：体积不变，分子的密度程度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击单位面积器壁的作用力变大，所以气体的压强增大．
(1)宏观表现：一定质量的理想气体，在压强保持不变时，温度升高，体积增大；温度降低，体积减小.
(2)微观解释：温度升高，分子的平均动能增大，撞击单位面积器壁的作用力变大，而要使压强不变，则影响压强的另一个因素分子的密集程度需减小，所以气体的体积增大．
(1)密闭容器中由于气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生，大小由气体的体积和温度决定，与地球引力无关.
(2)大气压强是由于空气受到重力作用而对浸在其中的物体产生的压强，如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，也就没有大气压强.
(3)密闭容器内的气体和液体不同，液体的压强是由自身重力所产生的，在完全失重状态下将不再产生压强.
气体压强和大气压的区别
气体压强与大气压强的区别与联系
『判一判』(1)大量随机事件的整体会表现出一定的规律性。( )(2)密闭气体的压强是由气体受到重力而产生的。( )(3)气体的温度越高，压强就一定越大。( )(4)大气压强是由于空气受重力产生的。( )(5)气体分子的速率各不相同，但遵守速率分布规律，即出现“中间多、两头少”的分布规律。( )(6)气体的压强是大量气体分子频繁持续地碰撞器壁而产生的。( )
例. 一定质量的某种理想气体，在压强不变的条件下，如果体积增大，则( )
A．气体分子的平均动能增大B．气体分子的平均动能减小C．气体分子的平均动能不变D．条件不足，无法判定气体分子平均动能的变化情况
例．如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则在此状态变化过程中( )
A．气体的温度不变B．气体的内能增大C．气体分子的平均速率减小D．气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数不变
1.在研究热现象时，我们采用统计方法．这是因为( )A．每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的B．个别分子的运动不具有规律性C．在一定温度下，大量分子的速率分布是确定的D．在一定温度下，大量分子的速率分布也随时间而变化E．大量随机事件的整体会表现出一定规律性
2.关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是( ) A．某种物体的温度是0℃，说明物体中分子的平均动能为零B．物体温度升高时，某个分子的动能可能减小C．物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高E．物体的温度与物体的速度无关
3.对于一定质量气体，如果保持气体的体积不变，温度升高，那么下列说法中正确的( )A．气体的压强增大B．单位时间内分子对器壁碰撞的次数增多C．每个分子的速率均增大D．气体分子的密度增大
4.根据分子动理论，下列关于气体的说法中正确的是( )A．气体温度越高，气体分子无规则运动越剧烈B．气体压强越大，分子的平均动能越大C．气体分子的平均动能越大，气体的温度越高D．气体的体积越大，分子之间的相互作用力越大
1．知道什么是理想气体，理解理想气体的状态方程。2．会用气体动理论的知识解释气体实验定律。
【问题】通常我们研究一个热力学系统的三种性质的对应哪些状态参量？
压强不太大(相对大气压)温度不太低(相对室温)
【问题】这些定律的适用范围是什么?
当压强很大、温度很低时，由气体实验定律计算的结果与实际测量结果有很大的差别.
不过，在通常的温度和压强下，很多实际气体，特别是那些不容易液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气等，其性质与实验定律的结论符合的很好.
为了研究方便，可以设想一种气体，它在任何温度、任何压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”.
气体实验定律的微观解释
1、定义：在任何温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律的气体叫做“理想气体”。
（1）理想气体实际不存在，是一种理想模型.
（2）在常温常压下（不低于负几十摄氏度,压强不超过大气压的几倍时）,大多数实际气体,尤其是那些不易液化的气体如氢气、氧气、氮气、氦气等都可以近似地看成理想气体。在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成是理想气体.
（3）严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程.
（4）理想气体每个分子可看成弹性小球,分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子可视为质点．(从分子动理论的角度，理想气体忽略分子的自身体积（大小）和分子间相互作用力)
▲从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
▲从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。
（5）理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动的动能之和，一定质量的理想气体的内能只与温度有关，与气体的体积无关.故一定质量的理想气体，温度是内能的标志.
是人为规定的一种理想化模型
忽略分子力，没有分子势能
只有在温度不太低、压强不太大的条件下才可当成理想气体
例.关于理想气体的性质，下列说法中正确的是 ( )A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在B．理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体C．一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高D．氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可视为理想气体
如果某种气体的三个状态参量（p、V、T）都发生了变化，它们之间又遵从什么规律呢？
如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过程。分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，那么A、C状态的状态参量间有何关系呢？
从A→B为等温变化：
pAVA=pBVB ①
从B→C为等容变化： 由查理定律 ②
内容：一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。
与物体的质量和种类有关，即与物质的量有关（C=nR），与p、V、T无关.
4. 单位：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位.
3. 适用条件：一定质量的理想气体
6、理想气体状态方程和三个气体实验定律的关系
气体的三大定律都是实验定律，由实验归纳总结得到。
推导理想气体状态方程（其它过程）
推论1：理想气体密度方程
推论2：理想气体状态方程分态式
如果一部分气体（p、V、T）被分成了几部分，状态分别为（p1、V1、T1） （p2、V2、T2）……则有：
以1ml的某种理想气体为研究对象，它在标准状态
注意:R的数值与单位的对应
P(atm),V (L): R=0.082 atm·L/ml·K
P(Pa),V (m3): R=8.31 J/ml·K
克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的状态方程，它联系着某一确定状态下，各物理量的关系。
对实际气体只要温度不太低，压强不太大就可应用克拉珀龙方程解题．
n为物质的量，R＝8.31J/ml.k —摩尔气体常量
探究三个量都变化时遵从规律的反思
一般状态变化图象的处理方法：
基本方法，化“一般”为“特殊”
如图是一定质量的某种气体的状态变化过程A-B-C-A。
在V-T图线上，等压线是一簇延长线过原点的直线，过A、B、C三点作三条等压线分别表示三个等压状态。
所以A→B压强增大，温度降低，体积缩小,
B → C温度升高，体积减小，压强增大，
C→A 温度降低，体积增大，压强减小。
由图可知pA′
例题、一定质量的理想气体，初状态是(p0、V0、T0)，经过一个等压过程，温度升高到3T0/2，再经过一个等容变化，压强减小到p0/2，则气体最后的状态是( )A．3p0/4，3V0/2，3T0/2B．p0/2，3V0/2，3T0/4C．p0/2，V0，T0/2D．以上答案均不对
例题、如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，下列能使h变大的是( )A.环境温度升高B.大气压强升高C.沿管壁向右管内加水银D.U形玻璃管自由下落
例题.一水银气压计中混进了空气，因而在27℃，外界大气压为758mmHg时，这个水银气压计的读数为738mmHg，此时管中水银面距管顶80mm，当温度降至-3℃时，这个气压计的读数为743mmHg，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱?
p1=758-738=20mmHg V1=80S mm3 T1=273+27=300 K
T2=273+(-3)=270K
解得：p=762.2 mmHg
p2=p-743mmHg V2=(80-5)S=75S mm3
解：以混进水银气压计的空气为研究对象
由理想气体状态方程得：
例题．如图所示，一个密闭的汽缸，被活塞分成体积比为2∶1的左、右两室，汽缸壁与活塞是不导热的，它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等．现利用右室中的电热丝对右室加热一段时间，活塞达到平衡后，左室的体积变为原来的0.75 ，气体的温度T＝300 K，求右室气体的温度．
例题.如图所示，某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面1 m，因上部混入少量空气，使其读数不准。当气温为300 K，标准气压计读数为76 cmHg时，该气压计读数为70 cmHg。(1)在相同气温下，若用该气压计测量气压，测得读数为68 cmHg，则实际气压应为多少cmHg?(2)若在气温为270 K时，用该气压计测得读数为70 cmHg，则实际气压为多少cmHg?
(2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变．体积减小，分子越密集，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大．
1.玻意耳定律(等温变化) p1V1=p2V2
(1)宏观表现：一定质量的理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小．
用分子动理论可以很好地解释气体的实验定律
(1)宏观表现：一定质量的理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小.
2.查理定律(等容变化)
(2)微观解释：体积不变，分子的密度程度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击单位面积器壁的作用力变大，所以气体的压强增大．
(1)宏观表现：一定质量的理想气体，在压强保持不变时，温度升高，体积增大；温度降低，体积减小.
(2)微观解释：温度升高，分子的平均动能增大，撞击单位面积器壁的作用力变大，而要使压强不变，则影响压强的另一个因素分子的密集程度需减小，所以气体的体积增大．
(1)密闭容器中由于气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生，大小由气体的体积和温度决定，与地球引力无关.
(2)大气压强是由于空气受到重力作用而对浸在其中的物体产生的压强，如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，也就没有大气压强.
(3)密闭容器内的气体和液体不同，液体的压强是由自身重力所产生的，在完全失重状态下将不再产生压强.
气体压强和大气压的区别
气体压强与大气压强的区别与联系
『判一判』(1)大量随机事件的整体会表现出一定的规律性。( )(2)密闭气体的压强是由气体受到重力而产生的。( )(3)气体的温度越高，压强就一定越大。( )(4)大气压强是由于空气受重力产生的。( )(5)气体分子的速率各不相同，但遵守速率分布规律，即出现“中间多、两头少”的分布规律。( )(6)气体的压强是大量气体分子频繁持续地碰撞器壁而产生的。( )
例. 一定质量的某种理想气体，在压强不变的条件下，如果体积增大，则( )
A．气体分子的平均动能增大B．气体分子的平均动能减小C．气体分子的平均动能不变D．条件不足，无法判定气体分子平均动能的变化情况
例．如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则在此状态变化过程中( )
A．气体的温度不变B．气体的内能增大C．气体分子的平均速率减小D．气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数不变
1.在研究热现象时，我们采用统计方法．这是因为( )A．每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的B．个别分子的运动不具有规律性C．在一定温度下，大量分子的速率分布是确定的D．在一定温度下，大量分子的速率分布也随时间而变化E．大量随机事件的整体会表现出一定规律性
2.关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是( ) A．某种物体的温度是0℃，说明物体中分子的平均动能为零B．物体温度升高时，某个分子的动能可能减小C．物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高E．物体的温度与物体的速度无关
3.对于一定质量气体，如果保持气体的体积不变，温度升高，那么下列说法中正确的( )A．气体的压强增大B．单位时间内分子对器壁碰撞的次数增多C．每个分子的速率均增大D．气体分子的密度增大
4.根据分子动理论，下列关于气体的说法中正确的是( )A．气体温度越高，气体分子无规则运动越剧烈B．气体压强越大，分子的平均动能越大C．气体分子的平均动能越大，气体的温度越高D．气体的体积越大，分子之间的相互作用力越大
相关课件
高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 气体的等压变化和等容变化课文配套课件ppt： 这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 气体的等压变化和等容变化课文配套课件ppt，共54页。PPT课件主要包含了学习目标，新课导入，新课讲解，气体的等压变化，固体和液体，公式表述，CΔT，典例分析，气体的等容变化，当堂小练等内容，欢迎下载使用。
高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 气体的等压变化和等容变化课文ppt课件： 这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 气体的等压变化和等容变化课文ppt课件，文件包含231气体的等压变化和等容变化课件-点石成金系列2021-2022学年高中物理课件人教版2019选择性必修第三册pptx、实验视频气体的体积和温度的关系mp4、实验视频气体的压强和温度的关系mp4、气体压强不变温度升高体积变大mp4、气体的等容变化mp4等5份课件配套教学资源，其中PPT共54页， 欢迎下载使用。
人教版 (2019)选择性必修 第三册3 气体的等压变化和等容变化教课课件ppt： 这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册3 气体的等压变化和等容变化教课课件ppt，共27页。PPT课件主要包含了学习目标，新知探究，p＝CT，答案B，名师指点，课堂训练等内容，欢迎下载使用。
