2019-2020学年高中物理 第八章 气体 章末优化总结课件 新人教版选修3-3

章末优化总结核心素养规律归纳热点素养聚焦章末综合检测核心素养构建物理观念：理想气体、气体分子动理论、等温变化、等压变化、等容变化科学思维：(1)气体压强的表示及微观解释(2)气体实验定律和理想气体状态方程在实际问题中的应用(3)从统计学的角度认识气体分子运动的特点科学探究：(1)气体压强的微观意义(2)气体实验定律规律总结归纳一、气体的状态参量1．温度：T＝t＋273.15K2．体积：V3．压强：由大量的气体分子频繁地碰撞容器壁而产生二、气体实验定律1.玻意耳定律等温变化成立条件：m、T一定表达式：p1V1＝p2V2等温线：pV图象双曲线、p-1V图象过原点的直线2.查理定律等容变化成立条件：m、V一定表达式：p1T1＝p2T2等容线：pT图象过原点的直线3.盖—吕萨克定律等压变化成立条件：m、p一定表达式：V1T1＝V2T2等压线：VT图象过原点的直线三、理想气体的状态方程：p1V1T1＝p2V2T2或pVT＝C四、气体热现象的微观意义气体分子运动的特点气体压强的微观意义对气体实验定律的微观解释[热点素养聚焦]热点素养1气体实验定律和理想气体状态方程的应用1．玻意耳定律、查理定律、盖—吕萨克定律可分别看成是理想气体状态方程在T恒定、V恒定、p恒定时的特例．2．正确确定状态参量是运用气体实验定律的关键．求解压强的方法：(1)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．(2)也可以把封闭气体的物体(如液柱、活塞、汽缸等)作为力学研究对象，分析受力情况，根据研究对象所处的不同状态，运用平衡条件或牛顿第二定律列式求解．3．注意气体实验定律或理想气体状态方程只适用于一定质量的气体，对打气、抽气、灌气、漏气等变质量问题，巧妙地选取研究对象，使变质量的气体问题转化为定质量的气体问题．[典例1]如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K.开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0.现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为V8时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了V6.不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g.求流入汽缸内液体的质量．[解析]设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V1，压强为p1；下方气体的体积为V2，压强为p2.在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得p0V2＝p1V1①p0V2＝p2V2②由已知条件得V1＝V2＋V6－V8＝1324V③V2＝V2－V6＝V3④设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得p2S＝p1S＋mg⑤联立以上各式得m＝15p0S26g.⑥[答案]15p0S26g1.如图所示，一定质量的理想气体被封闭在体积为V0的容器中，室温为T0＝300K，有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的两倍，A室容器上连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计)，两边水银柱高度差为76cm，B室容器中连接有一阀门K，可与大气相通(外界大气压等于76cmHg)．求：(1)将阀门K打开后，A室的体积变成多少？(2)打开阀门K后将容器内的气体从300K分别加热到400K和540K时，U形管内两边水银面的高度差各为多少？解析：(1)初始时，pA0＝p0＋ph＝152cmHg，VA0＝V03打开阀门后，A室气体做等温变化，pA＝76cmHg，体积为VA，由玻意耳定律得pA0VA0＝pAVAVA＝pA0VA0pA＝23V0.(2)假设打开阀门后，气体温度从T0＝300K升高到T时，活塞C恰好到达容器最右端，气体体积变为V0，压强仍为p0，即等压变化过程．根据盖—吕萨克定律V1T1＝V2T2得T＝V0VAT0＝450K因为T1＝400K450K，所以pA1＝p0，水银柱的高度差为零．从T＝450K升高到T2＝540K为等容变化过程．根据查理定律得p0T＝pA2T2，解得pA2＝91.2cmHg.T2＝540K时，p0＋ph′＝91.2cmHg，得ph′＝15.2cmHg故水银面高度差h′＝15.2cm.答案：(1)23V0(2)015.2cm热点素养2气体图象问题的综合应用要会识别图象反映的气体状态的变化特点，并且熟练进行图象的转化，理解图象的斜率、截距的物理意义．当图象反映的气体状态变化过程不是单一过程，而是连续发生几种变化时，注意分段分析，要特别关注两阶段衔接点的状态．[典例2]一定质量的理想气体，在状态变化过程中的pT图象如图所示．在A状态时的体积为V0，试画出对应的VT图象和pV图象．[解析]对气体A→B的过程，根据玻意耳定律，有p0V0＝3p0VB，则VB＝13V0，C→A是等容变化．由此可知A、B、C三个状态的状态参量分别为：A：p0、T0、V0；B：3p0、T0、13V0；C：3p0、3T0、V0.VT图象和pV图象分别如图甲、乙所示．[答案]见解析2.某同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图所示的pt图象．已知在状态B时气体的体积VB＝3L，求：(1)气体在状态A的压强；(2)气体在状态C的体积．解析：(1)由图象可知，TB＝(273＋91)K＝364K，pB＝1atm，TA＝273K，B到A过程为等容过程，由查理定律得pATA＝pBTB，pA＝pBTATB＝1×273364atm＝0.75atm.(2)由图示图象可知，pC＝1.5atm，B到C过程是等温变化，已知VB＝3L，由玻意耳定律得pBVB＝pCVC，则VC＝pBVBpC＝1×31.5L＝2L.答案：(1)0.75atm(2)2L