2015-2016学年高中物理 第二章 6 气体状态参量课件 粤教版选修3-3

学案6气体状态参量[学习目标定位]1.知道描述气体的三个状态参量：体积、温度和压强.2.理解热力学温标和摄氏温标的区别与联系.3.能用分子动理论和统计观点解释气体的压强．本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区1．和反映了分子永不停息地做无规则的热运动．2．温度是表示物体程度的物理量，是物体分子热运动的标志．3．物体上受到的压力叫压强．扩散现象布朗运动冷热平均动能单位面积本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区4．气体的体积：气体分子所能达到的，也就是气体充满的容器的容积．5．温度和温标(1)温度：物体内部分子热运动的标志．(2)温标：温度的数值表示法，一般有和两种，国际单位制中用温标表示温度．(3)热力学温度：用表示的温度，单位：，符号：.(4)热力学温度和摄氏温度的大小关系T＝t＋273.15K，近似表示为T＝.空间平均动能摄氏温标热力学温标热力学热力学温标开尔文Kt＋273K本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区6．压强(1)定义：气体作用在器壁单位面积上的．(2)决定压强的因素①宏观上跟气体的和有关．②微观上跟气体分子的和分子的有关.压力温度体积平均动能密集程度本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区一、两种温标及温度的比较名称比较项目摄氏温标热力学温标零度的规定一个标准大气压下冰水混合物的温度－273.15°C温度名称摄氏温度热力学温度温度符号tT单位名称摄氏度开尔文单位符号°CK本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区关系①T＝t＋273.15K，粗略表示：T＝t＋273K②ΔT＝Δt说明：热力学温度的零度叫绝对零度，即－273.15°C，它是低温的极限，可以无限接近但不能达到．本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区二、压强[问题设计]气体压强是否与固体和液体的压强一样，也是由气体的重力产生的呢？答案不是．本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区[要点提炼]1．气体压强的微观决定因素是气体分子的和分子的．(1)密集程度一定时，分子的平均动能越大，分子碰撞器壁时对器壁产生的作用力就，气体的压强也就越大．(2)分子平均动能一定时，气体分子越密集，每秒撞击器壁单位面积的分子就，气体压强就越大．2．气体压强的宏观决定因素是和．平均动能密集程度越大越多温度体积本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区三、封闭气体压强的计算1．取等压面法根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等列方程求气体压强．例如，图1中同一液面A、C、D处压强相等，则pA＝p0＋ph.2．力平衡法选与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强．图1本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区[延伸思考]若容器处于加速运动状态时，又该如何计算封闭气体的压强呢？答案当容器处于加速运动状态时，选与封闭气体接触的物体如液柱、汽缸或活塞等为研究对象，由牛顿第二定律求出封闭气体的压强．本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区例1(双选)关于热力学温标和摄氏温标，下列说法正确的是()A．热力学温标中的每1K与摄氏温标中的每1°C大小相等B．热力学温度升高1K大于摄氏温度升高1°CC．热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1°CD．某物体的摄氏温度为10°C，即热力学温度为10KAC解析热力学温标和摄氏温标尽管是不同标准的计数方式，但仅是起点不同，热力学温标中变化1K与摄氏温标中变化1°C是相同的，故选项A、C正确，选项B错误．摄氏温度为10°C的物体，其热力学温度为283.15K，选项D错误．本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区例2(双选)封闭在汽缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是()A．气体的密度增大B．气体的压强增大C．气体分子的平均动能减小D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多BD解析当气体体积不变时，气体分子的密集程度不变，温度升高，气体分子的平均动能增大，所以单位时间内，气体分子对容器单位面积器壁碰撞次数增多，故气体的压强增大，B、D选项正确．本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区例3(单选)如图2所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M.通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封有一定质量的气体．缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，大气压强为p0.则封闭气体的压强为()A．p＝p0＋mg/SB．p＝p0＋(M＋m)g/SC．p＝p0－Mg/SD．p＝mg/S图2本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区解析对汽缸缸套进行受力分析，如图所示．由平衡条件可得：p0S＝Mg＋pS所以p＝p0－MgS故C正确．答案C本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区例4求图3中被封闭气体A的压强．其中(1)、(2)、(3)图中的玻璃管内都灌有水银，(4)图中的小玻璃管浸没在水中．大气压强p0＝76cmHg.(p0＝1.01×105Pa，g＝10m/s2，ρ水＝1×103kg/m3)图3本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区解析(1)pA＝p0－ph＝76cmHg－10cmHg＝66cmHg(2)pA＝p0－ph＝76cmHg－10sin30°cmHg＝71cmHg(3)pB＝p0＋ph2＝76cmHg＋10cmHg＝86cmHgpA＝pB－ph1＝86cmHg－5cmHg＝81cmHg(4)pA＝p0＋ρ水gh＝1.01×105Pa＋1×103×10×1.2Pa＝1.13×105Pa答案(1)66cmHg(2)71cmHg(3)81cmHg(4)1.13×105Pa本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区t本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区解析气体的状态参量是指温度、压强和体积，B对．1．(单选)描述气体的状态参量是指()A．质量、温度、密度B．温度、体积、压强C．质量、压强、温度D．密度、压强、温度B本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区2．(双选)关于热力学温度与摄氏温度，下列说法正确的是()A．摄氏温度和热力学温度都不能取负值B．温度由t(°C)升到2t(°C)时，对应的热力学温度由T(K)升到2T(K)C．－33°C＝240.15KD．摄氏温度变化1°C，也就是热力学温度变化1KCD解析由热力学温度与摄氏温度的关系T＝t＋273.15K知，C正确；摄氏温度与热力学温度在表示温度的变化时，变化的数值是相同的，故D正确．本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区3．(单选)一定质量的气体，在压强不变的条件下，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A解析一定质量的气体，在压强不变的条件下，体积增大，则说明气体的分子密度变小，要使压强不变化，则气体分子的平均动能一定增大，故选项A正确．本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区解析设被封住气体的压强为p，则分析水银柱，其处于平衡状态，设水银柱的横截面积为S，则有pS＋ρgLSsinθ＝p0S，p＝p0－ρgLsinθ.当封闭气体的液柱倾斜时，其产生的压强ρgh中的h是竖直高度．4．一段长为L的汞柱在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若将玻璃管开口向下放置，且管与水平面间的夹角为θ，如图4所示，则被封住气体的压强是多大？(水银的密度为ρ，大气压强为p0)图4答案p0－ρgLsinθ本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区