沪科技版（2020）选修第三册第一节 气体的状态完美版ppt课件

这是一份沪科技版（2020）选修第三册第一节 气体的状态完美版ppt课件，共59页。PPT课件主要包含了状态参量，●气体的体积，●气体的温度，平衡态与热平衡的比较，一个系统，两个接触的系统，两个系统温度相同，●气体的压强，气体的等温变化，控制变量法等内容，欢迎下载使用。
孔明灯 发明于18 世纪明灯和热气球都是通过加热气体获得向上的动力，但 要了解它们上升的原理，还必须进一步研究气体的相关性质
一定质量的气体是由大量做无规则运动的分子组成的系统，宏观上表现为充满一定的 空间，具有热学、力学等物理性质。我们分别用体积、温度和压强来描述气体的这些宏观物理性质。
例如：某钢瓶容积为100L，其内煤气温度为20C时的气压为5atm。
表示系统某种性质的物理量
组成气体的大量分子总能充满整个容器=此气体的体积就是盛放气体容器的容积。
将两个温度不同的系统互相接触，这两个系统的状态都会变化，热的变冷，冷的变 热。经过一段时间后，这两个系统的状态不再变化，达到平衡，这种平衡叫做热平衡，处于热平衡状态的两个系统具有相同的温度。为了定量地描述温度，就必须建立温标。常用 的温标有摄氏温标、热力学温标等。
一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。温度是标志一个系统与另一个系统是否处于热平衡状态的物理量，这就是常用温度计能够用来测量温度的基本原理．
即：两系统处于热平衡时，存在一个数值相等的态函数，这个态函数就是温度。定义中“共同的热学性质”就是初中所说的“冷热程度”
热平衡定律表明，当两个系统A、B处于热平衡时，它们必定具有某个共同的热学性质，我们就把表征这一“共同的热学性质”的物理量叫作温度（temperature）。
（1）热平衡：如果两个系统相互接触而传热，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变。经过一段时间后，各自的状态参量不再变化（达到了相同的温度），这说明两个系统达到了平衡，我们就说两个系统达到了热平衡。（两个系统是通过热传递达到的平衡）
（2）两个系统达到热平衡的实质：接触时两系统不再进行热传递。不传热的充分条件是温度相同，因此两系统达到热平衡时，两个系统不再变化的状态参量是温度T。
（3）理解：①平衡态不是热平衡。平衡态是对某一系统而言的，而热平衡是对两个接触的系统而言的。
②即使两个物体没接触过，但只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化,我们就说这两个系统原来就处于热平衡。
系统不受外界影响，状态参量不变
处于热平衡的两个系统都处于平衡态
容器壁单位面积上所受的气体分子压力就是气体的压强，用字母p 表示，国际单位是 帕斯卡 (Pa) ，简称帕。
容器内大量运 动的气体分子对容器器壁的不断撞击也会产生压力。当气体处于 平衡状态时，尽管单个分子对器壁的撞击作用是断续的、随机 的，但大量分子对容器撞击所产生的压力却是持续的、稳定的。 一定质量的气体压强与分子的质量、分子运动的速度和单位时间 内撞击单位面积器壁的分子数等有关，即与温度和容器内的分子 数密度 (单位体积内的分子数) 有关。
热力学温度T ：开尔文 T = t ＋ 273 K
体积 V单位：有m3、L、mL等
压强 p单位：Pa（帕斯卡）
复习：气体的状态参量（P、V、T）
多变量问题，如何研究？
（2）说明：气体的状态参量（P、V、T），三个量中有两个或三个都发生了变化，气体状态就发生了改变。
（1）定义：一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积的变化。我们把这种变化叫做等温变化。（ m不变；T不变）
三个状态参量中可以只变化一个吗？
PV=nRT （克拉伯龙方程）
P:atm V:L R=0.082
P:Pa V:m3 R=8.31
健身球自然放地面上时，手摸球的触感——很软；一个人压在健身球上面，手摸球的触感——很硬。
结论：质量一定的气体，体积越小，压强越大。
针对气体的研究，我们可以先选定一个热力学系统，比如一定质量的空气，在温度不变的情况下，测量气体在不同体积时的压强，再分析气体压强与体积的关系。利用注射器选取一段空气柱为研究对象，如图,注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭。在实验过程中，一方面让空气柱内气体的质量不变;另一方面，让空气柱的体积变化不要太快，保证温度不发生明显的变化。
①让空气柱的体积变化不要太快（缓慢拉动活塞，容器透热）
1、选定一个热力学系统：
注射器内一定质量的气体.
①柱塞上涂上润滑油（凡士林）
②不能用手触摸玻璃管，环境恒温。
⑴保证气体质量一定——不漏气。
②注射器下端的开口有橡胶套
⑵保证温度不发生明显的变化。
需要测量空气柱的体积V和空气柱的压强p
因为横截面积S一定，以空气柱的长度l 代表气体的体积。
温度不变时压强与体积的关系
1）在这个实验中，为了找到体积与压强的关系，是否一定要测量空气柱的横截面积？
2）用刻度尺检查可以发现，玻璃管外侧的刻度尽管是均匀的，但并非准确的等于1cm,2cm,3cm……这对实验结果的可靠性是否有影响？
V1:V2 = SL1:SL2 =L1:L2
无影响。因为刻度均匀，所以 L1: L2即长度比就等于刻度标识的读数比，不受影响
由于注射器是圆柱形的，横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可
3) 实验中如何保证气体温度不变？①改变气体体积时，要缓慢进行，等稳定后再读出气体压强，以防止气体体积变化太快，气体的温度发生变化．②实验过程中，不用手接触注射器的圆筒以防止圆筒从手上吸收热量，引起内部气体温度变化.
注射器与传感器相连部分的体积没有考虑。
应该使用较大的注射器，在实验过程中，气体的体积不宜压得太小，这样使那一部分的体积可以忽略不计。
一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强P跟体积V成反比
研究对象:一定质量的气体适用条件:温度保持恒定适用范围:温度不太低（与室温相比），压强不太大（与大气压相比）
其中P1，V1和P2，V2分别表示气体在1，2两个状态下的压强和体积
C与气体的种类、质量、温度有关。（ PV=C=nRT ）对一定质量的某种气体：温度不变，C不变；对一定质量的某种气体：温度越高，C越大．
玻意耳定律又叫玻马定律，英国物理学家玻意耳和法国物理学家马略特各自通过实验发现。
相当于大气压几倍的压强都可以算作“压强不太大”，零下几十摄氏度的温度也可以算作“温度不太低”。
1. P-V图：一定质量的理想气体，在温度不变的情况下P与V成反比，因此P-V图像的形状为双曲线的一支。它描述的是温度不变时的p ­-V关系，称为等温线。
面积：S=PV=C=nRT
对一定质量的某种气体，温度不变,C不变；温度越高，C越大．
特点：（1）每条等温线上气体各状态温度相同；（2）温度越高等温线离坐标轴或原点越远（T1