还剩21页未读，
继续阅读
所属成套资源：新鲁科版高中物理选择性必修三课件PPT全套
成套系列资料，整套一键下载
鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第5节 气体实验定律精品课件ppt
展开
这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第5节 气体实验定律精品课件ppt，共29页。PPT课件主要包含了学习目标，玻意耳定律，表达式，等温线，1图像，斜率越大温度越高，查理定律，2公式，3适用条件，图像等容线等内容，欢迎下载使用。
前面通过实验探究了在保持温度不变的情况瞎，气体压强与体积的关系。它们之间存在着怎样的定量关系呢？在分别保持体积不变或压强不变的情况下，另外两个物理量之间有存在着怎样的关系呢？如图所示，烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么？
该恒量C 与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高T，该恒量C 越大。
3、条件：一定质量的气体且温度不变。
4、适用范围：温度不太低，压强不太大。
（2）物理意义:反映压强随体积的变化关系。
离原点越远，温度越高。
（3）两种等温变化图像所比较：
1、等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强随温度的变化叫等容变化。
（1）内容：一定质量的气体，在体积保持不变的条件下，压强与热力学温度成正比，即p T 。
C与气体的种类、质量、体积有关，和玻意耳定律表达式中的C都泛指比例常数，它们并不相等。
①压强不太大，温度不太低；②气体的质量和体积都不变。
(1)等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系，p－T在直角坐标系中的图象叫做等容线。
(2)等容线的特点：一定质量的气体的p—T图线其延长线过坐标原点。
③体积越大，斜率越小。如图2：V1>V2>V3>V4。
p-t图像中的等压线
①延长线通过(－273.15 ℃，0)的倾斜直线。
②纵轴截距p0是气体在0 ℃时的压强。
V-T图像中的等压线
①延长线通过原点的倾斜直线。
②体积越大，斜率越小。如图3：V1>V2>V3>V4。
4、查理定律的分比形式
即一定质量的气体在体积不变的条件下，压强的变化量Δp与热力学温度的变化量ΔT（等于摄氏温度变化量）成正比。
注意：p与热力学温度T成正比，不与摄氏温度t成正比，但压强的变化P与摄氏温度t的变化成正比。
（1）高压锅内的食物易熟；
（2）打足了气的车胎在阳光下曝晒会胀破；
（3）将凹进的乒乓球放进热水里恢复原状。
1、等压变化：质量一定的某种气体，在压强不变的情况下，体积随温度的变化叫等压变化。
（1）内容：一定质量的气体，在压强保持不变的条件下，体积与热力学温度成正比，即 V T 。
C与气体的种类、质量、压强有关，和玻意耳定律、查理定律表达式中的C都泛指比例常数，它们并不相等。
①压强不太大，温度不太低；②气体的质量和压强都不变。
(1) 等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V与热力学温度T的正比关系在V－T直角坐标系中的图象叫做等压线。
(2)等压线的特点：一定质量气体的等压线的V－T图象，其延长线经过坐标原点。
③压强越大，斜率越小。如图2：p1>p2>p3>p4。
V-t图像中的等压线
②纵轴截距V0是气体在0 ℃时的体积。
②压强越大，斜率越小。如图3：p1>p2>p3>p4。
4、盖—吕萨克定律的分比形式
即一定质量的气体在压强不变的条件下，体积的变化量ΔV与热力学温度的变化量ΔT （等于摄氏温度变化量）成正比。
注意：V与热力学温度T成正比，不与摄氏温度t成正比，但压强的变化V与摄氏温度t的变化成正比。
例 如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，在距汽缸底部l=36 cm处有一与汽缸固定连接的卡环，活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体，当气体的温度T0=300 K、大气压强p0=1.0×105 Pa时，活塞与汽缸底部之间的距离l0=30 cm，不计活塞的质量和厚度，现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求：（1）活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1；（2）封闭气体温度升高到T2=540 K时的压强p2。
描述气体状态的三个参量：
T不变，p、V变化：玻意耳定律
V不变，p、T变化：查理定律
p不变，V、T变化：盖-吕萨克定律
若，p、V、T 都变化，会遵循什么样的规律？
适用条件：压强不太大，温度不太低
例 某种气体的压强为2×105Pa，体积为1m3，温度为200K。它经过等温过程后体积变为2m3。随后，又经过等容变化，温度变为300K，求此时气体的压强.
状态1:p1=2×105Pa，V1=1m3，T1=200K
根据玻意耳定律，有p1V1=p2V2
等温后状态2:p2=?，V2=2m3，T2=200K
等容后状态3:p3=?，V3=2m3，T3=300K
假设有这样一种气体，它在任何温度和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”。
理想气体具有那些特点呢？
（1）理想气体是不存在的，是一种理想模型。
（2）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。
一定质量的理想气体的内能仅由温度决定 ,与气体的体积无关.
（4）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。
（3）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。
2.理想气体的状态方程
（1）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。
一定质量的某种理想气体.
注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由理想气体的物质的量决定
①当T1=T2时，p1V1=p2V2 (玻意耳定律)
（4）气体的三个实验定律是理想气体状态方程的特例：
（5）理想气体状态方程的应用
a.确定研究对象，即某一定质量的理想气体，分析它的变化过程；
b.确定初、末两状态，准确找出初、末两状态的六个状态参量，特别是压强；
c.用理想气体状态方程列式，并求解。
b.T必须是热力学温度，公式两边p和V单位统一，可不是国际单位。
四、理想气体的状态方程
1.(多选)如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线,则下列说法中正确的是( )A.从等温线可以看出,一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成反比B.一定质量的气体,在不同温度下的等温线是不同的C.由图可知T1>T2D.由图可知T1
2.如图所示，竖直放置的U形管，左端封闭右端开口，管内水银将长19 cm的空气柱封在左管内，此时两管内水银面的高度差为4 cm，大气压强为75 cmHg。现向右管内再注入水银，使空气柱长度减少1 cm，若温度保持不变，则需注入水银柱的长度为多少？
3.如图甲所示，长为L=75 cm的粗细均匀、一端开口一端封闭的玻璃管，内有长度为L1=25 cm的汞柱。当开口向上竖直放置时，其下端封闭了一段长度为L2=36 cm的理想气体（外界大气压为p0=75 cmHg不变）。现保持温度不变，以玻璃管的封闭端为轴，使它做顺时针转动，当此玻璃管转到开口向下的竖直方向时，停止转动，如图乙所示，求此时封闭气体的压强。
4.用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的可乐易拉罐容积V=335 mL。假设在室温(17 ℃)下罐内装有0.9V的饮料,剩余空间充满CO2气体,气体压强为1 atm。若易拉罐能承受的最大压强为1.2 atm,则保存温度不能超过多少?
【解析】本题为一定质量的气体发生等容变化,取CO2气体为研究对象。初态:p1=1 atm,T1=(273+17) K=290 K,末态:p2=1.2 atm,T2待求。由查理定律 得T2= K=348 K,t=(348-273) ℃=75 ℃。答案:75 ℃
5.如图所示,一圆柱形容器竖直放置,通过活塞封闭着摄氏温度为t的理想气体。活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h。现通过电热丝给气体加热一段时间,结果活塞缓慢上升了h,已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦,求: (1)气体的压强;(2)这段时间内气体的温度升高了多少?
【解析】(1)以活塞为研究对象,受力分析得:pS=p0S+mg解得气体的压强为p=p0+ 。(2)以被封闭气体为研究对象,气体经历等压变化,初状态:V1=hS T1=273+t末状态:V2=2hS T2=273+t'
由盖—吕萨克定律 得: 解得:t'=273+2tΔt=t'-t=273+t。答案:(1)p0+ (2)273+t
前面通过实验探究了在保持温度不变的情况瞎，气体压强与体积的关系。它们之间存在着怎样的定量关系呢？在分别保持体积不变或压强不变的情况下，另外两个物理量之间有存在着怎样的关系呢？如图所示，烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么？
该恒量C 与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高T，该恒量C 越大。
3、条件：一定质量的气体且温度不变。
4、适用范围：温度不太低，压强不太大。
（2）物理意义:反映压强随体积的变化关系。
离原点越远，温度越高。
（3）两种等温变化图像所比较：
1、等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强随温度的变化叫等容变化。
（1）内容：一定质量的气体，在体积保持不变的条件下，压强与热力学温度成正比，即p T 。
C与气体的种类、质量、体积有关，和玻意耳定律表达式中的C都泛指比例常数，它们并不相等。
①压强不太大，温度不太低；②气体的质量和体积都不变。
(1)等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系，p－T在直角坐标系中的图象叫做等容线。
(2)等容线的特点：一定质量的气体的p—T图线其延长线过坐标原点。
③体积越大，斜率越小。如图2：V1>V2>V3>V4。
p-t图像中的等压线
①延长线通过(－273.15 ℃，0)的倾斜直线。
②纵轴截距p0是气体在0 ℃时的压强。
V-T图像中的等压线
①延长线通过原点的倾斜直线。
②体积越大，斜率越小。如图3：V1>V2>V3>V4。
4、查理定律的分比形式
即一定质量的气体在体积不变的条件下，压强的变化量Δp与热力学温度的变化量ΔT（等于摄氏温度变化量）成正比。
注意：p与热力学温度T成正比，不与摄氏温度t成正比，但压强的变化P与摄氏温度t的变化成正比。
（1）高压锅内的食物易熟；
（2）打足了气的车胎在阳光下曝晒会胀破；
（3）将凹进的乒乓球放进热水里恢复原状。
1、等压变化：质量一定的某种气体，在压强不变的情况下，体积随温度的变化叫等压变化。
（1）内容：一定质量的气体，在压强保持不变的条件下，体积与热力学温度成正比，即 V T 。
C与气体的种类、质量、压强有关，和玻意耳定律、查理定律表达式中的C都泛指比例常数，它们并不相等。
①压强不太大，温度不太低；②气体的质量和压强都不变。
(1) 等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V与热力学温度T的正比关系在V－T直角坐标系中的图象叫做等压线。
(2)等压线的特点：一定质量气体的等压线的V－T图象，其延长线经过坐标原点。
③压强越大，斜率越小。如图2：p1>p2>p3>p4。
V-t图像中的等压线
②纵轴截距V0是气体在0 ℃时的体积。
②压强越大，斜率越小。如图3：p1>p2>p3>p4。
4、盖—吕萨克定律的分比形式
即一定质量的气体在压强不变的条件下，体积的变化量ΔV与热力学温度的变化量ΔT （等于摄氏温度变化量）成正比。
注意：V与热力学温度T成正比，不与摄氏温度t成正比，但压强的变化V与摄氏温度t的变化成正比。
例 如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，在距汽缸底部l=36 cm处有一与汽缸固定连接的卡环，活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体，当气体的温度T0=300 K、大气压强p0=1.0×105 Pa时，活塞与汽缸底部之间的距离l0=30 cm，不计活塞的质量和厚度，现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求：（1）活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1；（2）封闭气体温度升高到T2=540 K时的压强p2。
描述气体状态的三个参量：
T不变，p、V变化：玻意耳定律
V不变，p、T变化：查理定律
p不变，V、T变化：盖-吕萨克定律
若，p、V、T 都变化，会遵循什么样的规律？
适用条件：压强不太大，温度不太低
例 某种气体的压强为2×105Pa，体积为1m3，温度为200K。它经过等温过程后体积变为2m3。随后，又经过等容变化，温度变为300K，求此时气体的压强.
状态1:p1=2×105Pa，V1=1m3，T1=200K
根据玻意耳定律，有p1V1=p2V2
等温后状态2:p2=?，V2=2m3，T2=200K
等容后状态3:p3=?，V3=2m3，T3=300K
假设有这样一种气体，它在任何温度和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”。
理想气体具有那些特点呢？
（1）理想气体是不存在的，是一种理想模型。
（2）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。
一定质量的理想气体的内能仅由温度决定 ,与气体的体积无关.
（4）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。
（3）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。
2.理想气体的状态方程
（1）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。
一定质量的某种理想气体.
注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由理想气体的物质的量决定
①当T1=T2时，p1V1=p2V2 (玻意耳定律)
（4）气体的三个实验定律是理想气体状态方程的特例：
（5）理想气体状态方程的应用
a.确定研究对象，即某一定质量的理想气体，分析它的变化过程；
b.确定初、末两状态，准确找出初、末两状态的六个状态参量，特别是压强；
c.用理想气体状态方程列式，并求解。
b.T必须是热力学温度，公式两边p和V单位统一，可不是国际单位。
四、理想气体的状态方程
1.(多选)如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线,则下列说法中正确的是( )A.从等温线可以看出,一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成反比B.一定质量的气体,在不同温度下的等温线是不同的C.由图可知T1>T2D.由图可知T1
2.如图所示，竖直放置的U形管，左端封闭右端开口，管内水银将长19 cm的空气柱封在左管内，此时两管内水银面的高度差为4 cm，大气压强为75 cmHg。现向右管内再注入水银，使空气柱长度减少1 cm，若温度保持不变，则需注入水银柱的长度为多少？
3.如图甲所示，长为L=75 cm的粗细均匀、一端开口一端封闭的玻璃管，内有长度为L1=25 cm的汞柱。当开口向上竖直放置时，其下端封闭了一段长度为L2=36 cm的理想气体（外界大气压为p0=75 cmHg不变）。现保持温度不变，以玻璃管的封闭端为轴，使它做顺时针转动，当此玻璃管转到开口向下的竖直方向时，停止转动，如图乙所示，求此时封闭气体的压强。
4.用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的可乐易拉罐容积V=335 mL。假设在室温(17 ℃)下罐内装有0.9V的饮料,剩余空间充满CO2气体,气体压强为1 atm。若易拉罐能承受的最大压强为1.2 atm,则保存温度不能超过多少?
【解析】本题为一定质量的气体发生等容变化,取CO2气体为研究对象。初态:p1=1 atm,T1=(273+17) K=290 K,末态:p2=1.2 atm,T2待求。由查理定律 得T2= K=348 K,t=(348-273) ℃=75 ℃。答案:75 ℃
5.如图所示,一圆柱形容器竖直放置,通过活塞封闭着摄氏温度为t的理想气体。活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h。现通过电热丝给气体加热一段时间,结果活塞缓慢上升了h,已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦,求: (1)气体的压强;(2)这段时间内气体的温度升高了多少?
【解析】(1)以活塞为研究对象,受力分析得:pS=p0S+mg解得气体的压强为p=p0+ 。(2)以被封闭气体为研究对象,气体经历等压变化,初状态:V1=hS T1=273+t末状态:V2=2hS T2=273+t'
由盖—吕萨克定律 得: 解得:t'=273+2tΔt=t'-t=273+t。答案:(1)p0+ (2)273+t
相关课件
高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第5节 气体实验定律课文ppt课件： 这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第5节 气体实验定律课文ppt课件，共14页。PPT课件主要包含了等温变化，等容变化，玻意耳定律，查理定律，为什么会这样呢，保持压强不变，体积增大，初状态，V-T图像，等压线的物理意义等内容，欢迎下载使用。
物理选择性必修 第三册第5节 气体实验定律教课ppt课件： 这是一份物理选择性必修 第三册第5节 气体实验定律教课ppt课件，共11页。PPT课件主要包含了复习旧知引出新课，设计实验得到结论，pCT，公式表述，等容变化图像，联系生活学以致用，热水凉了后杯盖难拧开，例题精炼，ABE等内容，欢迎下载使用。
物理选择性必修 第三册第1章 分子动理论与气体实验定律第5节 气体实验定律评课课件ppt： 这是一份物理选择性必修 第三册第1章 分子动理论与气体实验定律第5节 气体实验定律评课课件ppt，共10页。PPT课件主要包含了玻意耳定律，1内容，2公式，或PVC，等温线，一定质量的气体等内容，欢迎下载使用。
