2019-2020学年高中物理 第2章 固体、液体和气体 第7节 气体实验定律(Ⅰ)课件 粤教版选修

第七节气体实验定律(Ⅰ)1．描述气体状态的参量是指()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【答案】B2．关于热力学温度和摄氏温度，以下说法不正确的是()A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位B．温度升高了1℃就是升高了1KC．1℃就是1KD．0℃的摄氏温度可用热力学温度粗略地表示为273K【答案】C[热力学温度的单位K是国际单位制的七个基本单位之一，A项正确；热力学温度和摄氏温度表示的温度的变化量是相等的，B项正确；1℃相当于274.15K，C项错，0℃的摄氏温度可用热力学温度粗略地表示为273K．D项正确，故选C．]3．(多选)(2018年江苏名校联考)下面关于气体压强的说法正确的是()A．气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子的重力产生的B．气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力C．从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子的密集程度有关D．从宏观角度看，气体的压强大小跟气体的温度和体积有关【答案】BCD[气体压强的产生机理是由于大量的气体分子频繁而持续地碰撞器壁，对器壁产生持续的压力，单位时间内作用在器壁单位面积上的平均作用力就是气体对器壁产生的压强，A错误、B正确；从微观的角度看，气体分子的平均速率越大，单位体积内的气体分子数越多，气体对器壁的压强就越大，即气体压强的大小与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关，C正确；从宏观角度看，当气体的质量一定时，气体的压强跟气体的温度和体积有关，D正确．]一、探究气体规律的方法同时研究三个状态参量之间的变化关系比较困难，可以采用控制变量法，控制其中______________不变，研究________状态参量的变化关系，然后确定三个状态参量的变化规律．一个状态参量其他二、玻意耳定律1．等温过程气体在温度不变的情况下发生的状态变化过程．2．探究等温变化规律(1)研究对象：被封闭在注射器内的________．(2)数据采集：体积可由注射器的刻度直接读出，对应的压强可通过与计算机连接的压强传感器和数据采集器自动完成并输入计算机．多次改变活塞位置，待压强计示数稳定后，记录对应压强和体积数据．气体(3)数据处理：应用计算机，点击“绘图”，生成压强与体积关系图线和压强与体积倒数的关系图线．(4)分析图线，得出结论：压强与体积成反比．3．玻意耳定律(1)内容：一定质量的气体，在________不变时，压强与体积成________．(2)公式：p∝________也可写作p1p2＝V2V1或p1V1＝p2V2＝恒量．(3)条件：气体的________一定，________不变．温度反比1V质量温度三、气体等温变化的图象(即等温线)1．图象如图所示：pV图象p1V图象2．特点：一定质量的气体在温度不变时，由于压强与体积成________，在pV图上等温线应为________，在p1V图上等温线应为________________．反比双曲线过原点的直线当我们用手缓慢地压篮球时，为什么越压越费力？【答案】温度不变，体积减小，气体压强增大．1．玻意耳定律的适用条件(1)温度不太低，压强不太大；(2)被研究的气体质量不变，温度不变．2．玻意耳定律p1V1＝p2V2是个实验定律，明确是在温度不变的情况下，一定质量的气体的变化规律，其中p1、V1和p2、V2分别表示气体在两个不同状态下的压强和体积．正确理解和应用玻意耳定律3．此定律中的恒量C不是一个普适恒量，它与气体所处的温度高低有关，温度越高，恒量C越大．4．应用玻意耳定律解题的一般步骤：(1)首先确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件．(2)然后确定始、末状态及状态参量(p1、V1，p2、V2)．(3)最后根据玻意耳定律列方程求解(注意统一单位)．(4)注意分析隐含的已知条件，必要时还应由力学或几何知识列出辅助方程．特别提醒：应用玻意耳定律解题应先确定研究对象为一定质量的封闭气体，其次判断是否等温变化，再次确定初末两个状态的体积和压强，最后用玻意耳定律求解，注意单位要统一．例1如图所示，竖直放置的U形管，左端开口右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内．已知水银柱a的长h1为10cm，水银柱b两个液面间的高度差h2为5cm，大气压强为75cmHg，求空气柱A、B的压强各为多少？题眼直击：根据受力平衡计算封闭气体的压强．解题流程：解析：设管的截面积为S，选a的下端面为参考液面，它受向下的压力为(pA＋h1)S受向上的大气压力为p0S，由于系统处于静止状态，则(pA＋h1)S＝p0S所以pA＝p0－h1＝(75－10)cmHg＝65cmHg；再选b的左下端面为参考液面，由连通器原理可知，液柱h2的上表面处的压强等于pB，则(pB＋h2)S＝pAS，所以pB＝pA－h2＝(65－5)cmHg＝60cmHg．答案：pA＝65cmHgpB＝60cmHg1．(2018年黑龙江名校期末)容积为20L的钢瓶充满氧气后，压强为150atm(atm为标准大气压)，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5L的小瓶中，若小瓶原来是抽空的，小瓶中充气后压强为10atm，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装()A．4瓶B．50瓶C．56瓶D．60瓶【答案】C[根据玻意耳定律pV0＝p′(V0＋nV1)，所以n＝pV0－p′V0V1p′＝150×20－10×205×10＝56瓶．]1．一定质量的气体，其等温线是双曲线，双曲线上的每一个点，均表示一定质量的气体在该温度下的一个状态，而且同一条等温线上每个点对应的p、V坐标的乘积都是相等的．如图所示．等温图象的理解和应用2．玻意耳定律：pV＝C(恒量)，其中恒量C不是一个普适恒量，它随气体温度的升高而增大，温度越高，恒量C越大，等温线离坐标轴越远．如上图所示4条等温线的关系为t4t3t2t1．3．一定质量气体的等温变化过程，也可以用p­1V图象来表示，如图所示．等温线是通过原点的直线，由于气体的体积不能无穷大，所以靠近原点附近处应用虚线表示，该直线的斜率k＝p1V＝pV∝T，即斜率越大，气体做等温变化的温度越高．例2如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的pV图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是()A．一直保持不变B．一直增大C．先减小后增大D．先增大后减小解析：由图象可知，pAVA＝pBVB，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上．由于离原点越远的等温线温度越高，所以从状态A到状态B温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小．答案：D【题后反思】1.某种气体分子的平均速率由温度决定．2．温度越高，pV值越大，等温线离坐标轴越远．2．一定质量的理想气体经历一等温膨胀过程，这一过程可以用pV图上的曲线来表示，如图所示．由此可知，当气体的体积V1＝5L时，气体的压强p1＝________Pa；当气体的体积V2＝10L时，气体的压强p2＝________Pa；当气体的体积V3＝15L时，气体的压强p3＝________Pa．【答案】3×1051.5×1051×105解析：p1、p3可直接从pV图中读出，分别为p1＝3×105Pa、p3＝1.0×105Pa.由于A→B过程为等温变化，由玻意耳定律可得p1V1＝p2V2，p1＝3×105Pa，V1＝5L，V2＝10L，即3×105×5＝p2×10，p2＝1.5×105Pa．