粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二节 气体实验定律（Ⅱ）评课ppt课件

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必备知识·自主预习储备
知识点一　查理定律1．等容过程气体在____保持不变的情况下发生的状态变化过程．2．热力学温度(1)公式：T＝_____________，单位：开尔文，简称：开，符号__．
(2)热力学温度与摄氏温度：①ΔT＝Δt．②意义：用摄氏温度表示的温差等于热力学温度表示的温差．
(3)p-T图像．从图甲可以看出，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．但是，如果把图甲中的直线AB延长至与横轴相交，把交点当作坐标原点，建立新的坐标系(如图乙所示)，那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了．图乙坐标原点的意义为气体压强为0时，其温度为0 K．可以证明，新坐标原点对应的温度就是______．(4)适用条件：气体的____一定，气体的____不变．
提醒　气体做等容变化时，压强p与热力学温度T成正比，即p∝T，不是与摄氏温度t成正比，但压强变化量Δp与热力学温度变化量ΔT和摄氏温度的变化量Δt都是成正比的，即Δp∝ΔT、Δp∝Δt．
知识点二　盖-吕萨克定律1．等压过程：气体在____不变情况下发生的状态变化过程．2．盖-吕萨克定律(1)内容：一定质量的气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成____．(2)公式：___________．
(3)适用条件：气体____一定，气体____不变．(4)V-T图像．由V＝cT可知在V-T坐标系中，等压线是一条通过坐标原点的倾斜的直线．对于一定质量的气体，不同等压线的斜率不同．斜率越小，压强越大，如图所示，p2__(选填“>”或“<”)p1．
提醒　在V-T图像中V∝T，不与t成正比，但是有ΔV∝ΔT，ΔV∝Δt．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在质量和体积不变的情况下，气体的压强与摄氏温度成正比．(　　)(2)等容变化的p-T图像是一条过坐标原点的倾斜直线．(　　)(3)一定质量的气体，若体积变大，则温度一定升高．(　　)(4)一定质量的某种气体，在压强不变时，其V-T图像是过原点的倾斜直线．(　　)
2．气体初始温度为27 ℃，升高了20 ℃，用热力学温标表示，气体初始温度为(　　)A．300 K，升高了20 KB．27 K，升高了20 KC．300 K，升高了293 KD．27 K，升高了293 K
A　[摄氏温度与热力学温度的关系是T＝t＋273 K，气体初始温度为27 ℃，用热力学温标表示为T＝t＋273 K＝300 K，温度升高了Δt＝20 ℃＝20 K，故A正确．]
关键能力·情境探究达成
考点2　盖-吕萨克定律
炎热的夏天，给汽车轮胎充气时，一般都不充得太足给自行车轮胎打气时，也不能打得太足．这是什么原因呢？提示：轮胎体积一定，由查理定律知，气体压强与热力学温度成正比，当轮胎打足气后，温度升高车胎内压强增大，车胎易胀破．
3．等容线(1)p-T图像．   ①意义：反映了一定质量的气体在等容变化中，压强p与热力学温度T成正比．②图像：过原点的倾斜直线．③特点：斜率越大，体积越小．
(2)p-t图像．①意义：反映了一定质量的气体在等容变化中，压强p与摄氏温度t的线性关系．②图像：倾斜直线，延长线与t轴交点为－273.15 ℃．③特点：连接图像中的某点与点(－273.15 ℃，0)连线的斜率越大，体积越小．
【典例1】　有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡A内封有一定量气体，与A相连的B管插在水槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出．设B管的体积与A玻璃泡的体积相比可忽略不计．在1标准大气压下对B管进行温度刻度(1标准大气压相当于76 cmHg的压强，等于101 kPa)．已知当温度t1＝27 ℃时，管内水银面高度x＝16 cm，此高度即为27 ℃的刻度线，问t＝0 ℃的刻度线在何处？
[思路点拨]　(1)由热力学温度T＝t＋273.15，粗略可用T＝t＋273．(2)因B管的体积与A玻璃泡的体积相比可以忽略不计，所以是等容变化过程．
[答案]　21.4 cm
利用查理定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，即被封闭的气体．(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律成立条件，即质量和体积是否保持不变．(3)确定初、末两个状态的温度、压强．(4)按查理定律公式列式求解，并对结果进行必要的讨论．
[跟进训练]1．有一上端开口、竖直放置的玻璃管，管中有一段15 cm长的水银柱将一些空气封闭在管中，如图所示，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，需要再注入多少水银？(设大气压强为p0＝75 cmHg且不变，水银密度ρ＝13.6 g/cm3)
[答案]　0.9 cm
3．等压线(1)V-T图像．①意义：反映了一定质量的气体在等压变化中体积与热力学温度T成正比．②图像：过原点的倾斜直线．③特点：斜率越大，压强越小．
(2)V-t图像． ①意义：反映了一定质量的气体在等压变化中体积与摄氏温度t成线性关系．②图像：倾斜直线，延长线与t轴交点为－273.15 ℃．③特点：连接图像中的某点与点(－273.15 ℃，0)，连线的斜率越大，压强越小．
【典例2】　如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V -T图像，已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa．
(1)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图中TA的值．(2)请在图乙所示坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的p -T图像，并在图像相应位置上标出字母A、B、C．如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程．
[思路点拨]　(1)在根据图像判断气体的状态变化时，首先要确定横、纵坐标表示的物理量，其次根据图像的形状判断各物理量的变化规律．(2)在气体状态变化的图像中，图线上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态，一个线段表示气体状态变化的一个过程．
[答案]　(1)压强不变　200 K　(2)见解析
学习效果·随堂评估自测
1．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的2倍，则气体温度的变化情况是(　　)A．气体的摄氏温度升高到原来的2倍B．气体的热力学温度升高到原来的2倍C．气体的摄氏温度降为原来的一半D．气体的热力学温度降为原来的一半
2．(多选)图中描述一定质量的气体做等容变化图线的是(　　)
A　　 　　B　 　　　C　　　D
CD　[由查理定律知，一定质量的气体，在体积不变时，其压强和热力学温度成正比，选项C正确，A、B错误；在p-t图像中，直线与横轴的交点表示热力学温度的零度，选项D正确．]
3．如图所示为0.3 ml的某种气体的压强和温度关系的p-t图线．p0表示标准大气压，则在状态B时气体的体积为(　　)A．5.6 LB．3.2 LC．1.2 LD．8.4 L
4．(多选)氢气球飞向天空，上升到一定高度会胀破，关于其胀破的原因下列说法中正确的是(　　)A．球内氢气温度升高B．球内氢气压强增大C．球内气体体积增大D．球内外的压力差超过球的承受限度
CD　[氢气球上升时，由于高空处空气稀薄，球外空气的压强减小，球内气体要膨胀，到一定程度时，气球就会胀破．]
(1)求弹簧的劲度系数；
(2)缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到气缸连接处时，活塞间气体的压强和温度．
回归本节知识，自我完成以下问题：1．试写出热力学温度的公式，变化1 K与变化1 ℃有什么关系？
提示：T＝t＋273.15 K，Δ1 K＝Δ1 ℃即ΔT＝Δt．
2．试写出查理定律的内容、公式及适用条件？
3．试写出盖-吕萨克定律的内容、公式及适用条件？
阅读材料·拓展物理视野
形形色色的温度计自从伽利略制造了第一个温度计以后，温度就不再是一个主观感觉，而成了一个客观的物理量．人们根据物质某种与温度有关的性质制作了多种温度计．例如，双金属温度计是把线膨胀程度不同的两种金属片压合在一起，温度变化时，双金属片的弯曲程度会发生变化，带动指针偏转来指示温度(图甲)．热电偶温度计是根据不同导体因温差而产生电动势的大小不同来制作的．
如图乙，把一条金属丝的两端分别与另一条不同材料金属丝的两端熔焊，接成闭合电路，倘若两个焊点之间有温度差，电路中就有电动势产生，温度差越大，电动势也越大．热电偶温度计的测温探头，实际上就是两根金属丝相连的一个焊点．选择不同的金属丝可以做成不同的热电偶温度计，有的可以测量高达3 000 ℃的高温，有的可以测量接近绝对零度的低温．
电阻温度计是根据金属的电阻率随温度的升高而变化的原理制成的．常见的金属电阻温度计有铂电阻温度计和铜电阻温度计，铂电阻温度计是目前最精确的温度计．热敏电阻温度计是利用某些半导体材料制作的，其电阻随温度的变化比导体更明显，但热敏电阻的稳定性差，主要用于低精度的测量．