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《气体实验定律》课件

《气体实验定律》课件
气体实验定律
本次PPT课件介绍气体实验定律，通过详细讲解气体基本概念、测量方法以及 各个定律的表述、图示和应用范例，帮助您掌握气体的重要性和应用场景。
气体基本概念
气体特征
气体是一种没有定形的物质，具有压强、体积、温度等特征。
气体基本假定
气体的分子间距很大，气体分子间的相互作用力很小，在运动中自由碰撞，其碰撞、弹性和 速率服从一定的统计规律。
利用装置测量气体的体积和摩尔数，验
证摩尔定律。
3
算式推导和应用范例
通过摩尔方程，摩尔分数、分子式、密 度等重要物理量均可计算。
理想气体状态方程
方程表述
最基本的气体定理，表示一定条 件下物质的压强、体积、摩尔数 和温度之间的关系。
实验验证和限制条件
不能过于密集，分子间距离应远 大于分子本身大小，才符合理想 气体状态。
算式推导和应用范例
应用理想气体状态方程，可计算 摩尔质量、分子速率、凝固和沸 点等重要物理量。
总结
1 回顾气体实验定律
玛丽蒙德定律、查理定律、摩尔定律和理想气体状态方程，为研究气体的性质和应用提 供了重要的定律基础。
2 总结应用场景和限制
虽然这些定律和方程都有各自的应用场景，但其在实际应用过程中需要考虑到各种限制 条件，并且需要进行多个参数的测量和计算。
气体标准状态
一个标准大气压下、温度为 0℃ 时，单位体积气体的质量为 1.293g，称为标准状态。
玛丽蒙德定律
定律表述
实验装置图示
相同温度和压强下，不同气体的 体积与它们的摩尔数成直接正比。
摆放实验装置，通过测量容器的 体积变化、压强和物质的摩尔数 的比值，验证定律表述。
算式推导和应用范例
通过玛丽蒙德方程，可计算沸点 和密度等物理量。

气体实验定律-PPT课件

气体实验定律-PPT课件

C．气体分子平均速率变大
D．单位时间单位面积器壁上受到气体分子撞击的次 数减少
小结：
• 一定质量的气体在等容变化时，遵守查理定 律． 一定质量的气体在等压变化时，遵守盖 · 吕萨 克定律．
•
气体实验定律(Ⅱ)
一、等容过程
1．等容过程：气体在体积不变的情况下发 生的状态变化过程叫做等容过程． 2．一定质量气体的等容变化
演示：
• 如图所示，研究瓶中一 定质量的气体，先使U 型管中两侧水银液面等 高，在左侧液面处标上 标记P，然后改变瓶内 气体温度（可分别放入 热水和冰水中），上下 移动A管，使左侧水银 面保持在P处（即使瓶 中气体体积不变）．
4．等容线 （ l ）等容线：一定质量的某种气体在等容变化 过程中，压强p跟热力学温度 T的正比关系 p－ T在直角坐标系中的图象叫做等容线． （2）一定质量气体的等容线 p－ T图象，其延长 线经过坐标原点，斜率反映体积大小，如图所 示．
（3）一定质量气体的等容线的物理意义． ①图线上每一个点表示气体一个确定的状态 ，同一根等容线上各状态的体积相 ②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越 小（同一温度下，压强大的体积小）如图所 示，V2<V1．
查理定律的微观解释：
一定质量（m）的气体的总分子数（N） 是一定的，体积（V）保持不变时，其单 位体积内的分子数（n）也保持不变，当 温度（T）升高时，其分子运动的平均速 率（v）也增大，则气体压强（p）也增大； 反之当温度（T）降低时，气体压强（p） 也减小。
二、等压过程
1 ．等压过程：气体在压强不变的情况下发 生的状态变化过程叫做等压过程． 2．一定质量气体的等压变化．
可得到，气体温度升 高，压强增大；气体 温度降低，压强减小.

公开课气体实验定律ppt课件

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3、应用条件是什么?
题型一：变质量气体问题
例题1、2016全国二（2）（10分）一 氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中 氧气的压强为20个大气压。某实验室 每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。 当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时， 需重新充气。若氧气的温度保持不变， 求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使 用多少天。
2016·全国卷Ⅱ，33(2)
对象为多部分气体的 2017.全国卷Ⅰ，33(2)
问题，更能考查学生 2018.全国卷Ⅰ，33(2)
综合分析能力，题型
多为计算题或综合性
的选择题，题目难度
中等.
高考对气体实验 定律或理想气体 状态方程的考查 频率很高，多以 大题出现，选择 题常与分子动理 论及热力学定律 综合。
• ►解题步骤：
• 1．确定研究对象：它可以是由两个或多个物 体组成的系统，也可以是全部气体和某一部分 气体(状态变化时质量必须一定)．
• 2．确定状态参量：找出变化前后的p、V、T数 值或表达式．
• 3．明确变化过程：除题设条件指明外，常需 通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定．
• 4．列方程求解．
轻活塞.初始时,管内 汽缸充气,使A中气体 度为Tb.该气球内、外
全
汞柱及空气柱长度如 的压强达到大气压p0 的气压始终都为1个大 图所示.用力向下缓慢 的3 倍后关闭 K1.已知 气压,重力加速度大小
国 卷
推活塞,直至管内两边 室温为27 ℃，汽缸导 为 g. 求 该 热 气 球 所 受
高 汞柱高度相等时为止. 热。（i）打开K2，求 浮 力 及 球 内 空 气 的 重
学习目标： 1、知道气体的状态参量及之间关 系；理解分子动理论与气体热现象的 微观意义。 2、知道解决气体问题地解题思路和具 体步骤养成良好的解题习惯。 3、学会灵活选择研究对象，通过分析 题意灵活选择气体实验定律解题。

气体实验定律

气体实验定律

气体实验定律一、气体实验定律1.玻意耳定律（1）内容: 一定质量的气体, 在温度不变的情况下, 它的压强跟体积成反比；或者说压强跟体积的乘积是不变的。

玻意耳定律是实验定律, 不论什么气体, 只要符合压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温比较）的条件, 都近似地符合这个定律。

（2）数学表达式: p1V1=p2V2或pV=恒量（3）等温线（P-V图像如图）:2.查理定律（1）内容: 体积不变时, 一定质量气体的压强与热力学温度成正比。

查理定律是个实验定律。

不论什么气体, 只要符合压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温比较）的条件, 都近似地符合这个定律。

（2）数学表达式:（3）等容线（P-T图像）:2.盖·吕萨克定律（1）内容: 压强不变时, 一定质量气体的体积与热力学温度成正比。

盖·吕萨克定律是个实验定律。

不论什么气体, 只要符合压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温比较）的条件, 都近似地符合这个定律。

（2）数学表达式:（3）等压线（V-T图像）:【典型例题】例 1.一个气泡从水底升到水面时, 它的体积增大为原来的3倍, 设水的密度为ρ=1×103kg/m3, 大气压强p0=1.01×105Pa, 水底与水面的温度差不计, 求水的深度. 取g=10m/s2.例2.要求瓶内氢气在500℃时的压强不超过1atm, 则在20℃下对瓶子充气时, 瓶内压强最多为多少？瓶子的热膨胀不计.例 3.内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中, 用不计质量的活塞封闭压强为1.0×l05Pa、体积为2.0×l0-3m3的理想气体. 现在活塞上方缓缓倒上沙子, 使封闭气体的体积变为原来的一半, 然后将气缸移出水槽, 缓慢加热, 使气体温度变为127℃.(1)求气缸内气体的最终体积；(2)在p－V图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化. (大气压强为1.0×l05Pa)【反馈练习】1.两个半球壳拼成的球形容器内部已抽成真空, 球形容器的半径为R, 大气压强为p, 使两个半球壳沿图中箭头方向互相分离, 应施加的力F至少为[]A.4πR2pB.2πR2pC.πR2pD.πR2p2、一个气泡从水面下40m深处升到水面上, 假定水的温度一定, 大气压强为76cmHg, 则气泡升到水面时的体积约为原来的[]A.3倍B.4倍C.5倍D.5.5倍3、密闭容器中装有某种理想气体, 当温度从t1=50℃升到t2=100℃时, 气体的压强从p1变化到p2, 则[]A.p2/p1=2B.p2/p1=1/2C.p2/p1=1D.1＜p2/p1＜24、一定质量的气体, 处于平衡状态I, 现设法使其温度降低而压强增大, 达到平衡状态II, 则[ ]A.状态I时气体的密度比状态II时的大B.状态I时分子的平均动能比状态lI时的入C.状态I时分子间的平均距离比状态II时的大D.状态I时每个分子的动能都比状态II时的分子的平均动能大5、竖直的玻璃管, 封闭端在上, 开口端在下, 中间有一段水银, 若把玻璃管稍倾斜一些, 但保持温度不变, 则：[ ]A.封闭在管内的气体压强增大B、封闭在管内的气体体积增大C.封闭在管内的气体体积减小D.封闭在管内的气体体积不变6.如图所示, 两端开口的U形玻璃管中, 左右两侧各有一段水银柱, 水银部分封闭着一段空气, 己知右侧水银还有一段水平部分, 则:(1)若向右侧管中再滴入少许水银, 封闭气体的压强将.(2)若向左侧管中再滴入少许水银, 封闭气体的压强将, 右侧水银的水平部分长度变7、(1)下图中甲、乙均匀玻璃管中被水银封闭的气体压强分别为P1.P2.P3, 己知大气压为76cmHg, hl=2cm, h2=3cm, 求P1、P2、P3各为多少?(2)如图设气缸的质量为M, 横截面为S, 活塞的质量为m, 当气缸搁于地上时, 里面气体的压强为____. 当通过活塞手柄提起气缸时, 被封闭的气体的压强为____. (已知大气压强为p0)8、盛有氧气的钢瓶, 在室内(17℃)测得瓶内氧气的压强是9.31×106Pa当把钢瓶搬到温度是-13℃的室外时, 测得瓶内氧气的压强变为8.15×106Pa. 试问钢瓶是否漏气？为什么？9、如图所示, 截面积S=0.01m2的气缸内有一定质量的气体被光滑活塞封闭. 已知外界大气压p0=105Pa, 活塞重G=100N. 现将气缸倒过来竖直放置, 设温度保持不变, 气缸足够长. 求气缸倒转后气体的体积是倒转前的几倍？10、如图所示, 一端封闭横截面积均为S、长为b的细管弯成L形, 放在大气中, 管的竖直部分长度为a, 大气压强为P0, 现在开口端轻轻塞上质量为m, 横截面积也为S的小活塞。

气体实验定律及应用答案

气体实验定律及应用答案

第2节气体实验定律及应用知识梳理一、气体分子运动速率的统计分布气体实验定律理想气体1．气体分子运动的特点1分子很小;间距很大;除碰撞外不受力．2气体分子向各个方向运动的气体分子数目都相等．3分子做无规则运动;大量分子的速率按“中间多;两头少”的规律分布．4温度一定时;某种气体分子的速率分布是确定的;温度升高时;速率小的分子数减少;速率大的分子数增多;分子的平均速率增大;但不是每个分子的速率都增大．2．气体的三个状态参量1体积；2压强；3温度．3．气体的压强1产生原因：由于气体分子无规则的热运动;大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力．2大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力．公式：p＝错误!.3常用单位及换算关系：①国际单位：帕斯卡;符号：Pa;1 Pa＝1 N/m2.②常用单位：标准大气压atm；厘米汞柱cmHg．③换算关系：1 atm＝76 cmHg＝1.013×105Pa≈1.0×105 Pa.4．气体实验定律1等温变化——玻意耳定律：①内容：一定质量的某种气体;在温度不变的情况下;压强p与体积V成反比．②公式：p1V1＝p2V2或pV＝C常量．2等容变化——查理定律：①内容：一定质量的某种气体;在体积不变的情况下;压强p与热力学温度T成正比．②公式：错误!＝错误!或错误!＝C常量．③推论式：Δp＝错误!·ΔT.3等压变化——盖—吕萨克定律：①内容：一定质量的某种气体;在压强不变的情况下;其体积V与热力学温度T 成正比．②公式：错误!＝错误!或错误!＝C常量．③推论式：ΔV＝错误!·ΔT.5．理想气体状态方程1理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体．①理想气体是一种经科学的抽象而建立的理想化模型;实际上不存在．②理想气体不考虑分子间相互作用的分子力;不存在分子势能;内能取决于温度;与体积无关．③实际气体特别是那些不易液化的气体在压强不太大;温度不太低时都可看作理想气体．2一定质量的理想气体状态方程：错误!＝错误!或错误!＝C常量．典例突破考点一气体压强的产生与计算1．产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁;形成对器壁各处均匀、持续的压力;作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．2．决定因素1宏观上：决定于气体的温度和体积．2微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度．3．平衡状态下气体压强的求法1液片法：选取假想的液体薄片自身重力不计为研究对象;分析液片两侧受力情况;建立平衡方程;消去面积;得到液片两侧压强相等方程．求得气体的压强．2力平衡法：选取与气体接触的液柱或活塞为研究对象进行受力分析;得到液柱或活塞的受力平衡方程;求得气体的压强．3等压面法：在连通器中;同一种液体中间不间断同一深度处压强相等．4．加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱或活塞为研究对象;进行受力分析;利用牛顿第二定律列方程求解．例1．如图中两个汽缸质量均为M;内部横截面积均为S;两个活塞的质量均为m;左边的汽缸静止在水平面上;右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下．两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B;大气压为p0;求封闭气体A、B的压强各多大解析：题图甲中选m为研究对象．p A S＝p0S＋mg得p A＝p0＋错误!题图乙中选M为研究对象得p B＝p0－错误!.答案：p0＋错误!p0－错误!例2．若已知大气压强为p0;在下图中各装置均处于静止状态;图中液体密度均为ρ;求被封闭气体的压强．解析：在甲图中;以高为h的液柱为研究对象;由二力平衡知p气S＝－ρghS＋p0S所以p气＝p0－ρgh在图乙中;以B液面为研究对象;由平衡方程F上＝F下有：p A S＋p h S＝p0Sp气＝p A＝p0－ρgh在图丙中;仍以B液面为研究对象;有p A＋ρgh sin 60°＝p B＝p0所以p气＝p A＝p0－错误!ρgh在图丁中;以液面A为研究对象;由二力平衡得p气S＝p0＋ρgh1S;所以p气＝p0＋ρgh1答案：甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－错误!ρgh丁：p0＋ρgh1例3．如图所示;光滑水平面上放有一质量为M的汽缸;汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞;活塞面积为S.现用水平恒力F向右推汽缸;最后汽缸和活塞达到相对静止状态;求此时缸内封闭气体的压强p.已知外界大气压为p0解析：选取汽缸和活塞整体为研究对象;相对静止时有：F＝M＋ma再选活塞为研究对象;根据牛顿第二定律有：pS－p0S＝ma解得：p＝p0＋错误!.答案：p0＋错误!考点二气体实验定律及理想气体状态方程1．理想气体状态方程与气体实验定律的关系错误!＝错误!错误!2．几个重要的推论1查理定律的推论：Δp＝错误!ΔT2盖—吕萨克定律的推论：ΔV＝错误!ΔT3理想气体状态方程的推论：错误!＝错误!＋错误!＋……例4．如图;一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成;两圆筒中各有一个活塞．已知大活塞的质量为m1＝2.50 kg;横截面积为S1＝80.0 cm2；小活塞的质量为m2＝1.50 kg;横截面积为S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接;间距保持为l＝40.0 cm；汽缸外大气的压强为p＝1.00×105 Pa;温度为T＝303 K．初始时大活塞与大圆筒底部相距错误!;两活塞间封闭气体的温度为T1＝495 K．现汽缸内气体温度缓慢下降;活塞缓慢下移;忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦;重力加速度大小g取10 m/s2.求：1在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间;汽缸内封闭气体的温度；2缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时;缸内封闭气体的压强．解析1设初始时气体体积为V1;在大活塞与大圆筒底部刚接触时;缸内封闭气体的体积为V2;温度为T2.由题给条件得V1＝S1错误!＋S2错误!①V2＝S2l②在活塞缓慢下移的过程中;用p1表示缸内气体的压强;由力的平衡条件得S1p1－p＝m1g＋m2g＋S2p1－p③故缸内气体的压强不变．由盖-吕萨克定律有错误!＝错误!④联立①②④式并代入题给数据得T2＝330 K⑤2在大活塞与大圆筒底部刚接触时;被封闭气体的压强为p1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中;被封闭气体的体积不变．设达到热平衡时被封闭气体的压强为p′;由查理定律;有错误!＝错误!⑥联立③⑤⑥式并代入题给数据得p′＝1.01×105 Pa⑦答案1330 K 21.01×105 Pa例5．一氧气瓶的容积为0.08 m3;开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时;需重新充气．若氧气的温度保持不变;求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．解析：设氧气开始时的压强为p1;体积为V1;压强变为p22个大气压时;体积为V2.根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2①重新充气前;用去的氧气在p2压强下的体积为V3＝V2－V1②设用去的氧气在p01个大气压压强下的体积为V0;则有p2V3＝p0V0③设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为ΔV;则氧气可用的天数为N＝V0/ΔV④联立①②③④式;并代入数据得N＝4天⑤答案：4天考点三气体状态变化的图象问题一定质量的气体不同图象的比较例6．为了将空气装入气瓶内;现将一定质量的空气等温压缩;空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是解析：选B.等温变化时;根据pV＝C;p与错误!成正比;所以p－错误!图象是一条通过原点的直线;故正确选项为B.当堂达标1．如图所示;一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置;金属圆块A的上表面是水平的;下表面是倾斜的;下表面与水平面的夹角为θ;圆块的质量为M;不计圆块与容器内壁之间的摩擦;若大气压强为p0;则被圆块封闭在容器中的气体的压强p为________．解析：对圆块进行受力分析：重力Mg;大气压的作用力p0S;封闭气体对它的作用力错误!;容器侧壁的作用力F1和F2;如图所示．由于不需要求出侧壁的作用力;所以只考虑竖直方向合力为零;就可以求被封闭的气体压强．圆块在竖直方向上受力平衡;故p0S＋Mg＝错误!·cos θ;即p＝p0＋错误!.答案：p0＋错误!2．某压缩式喷雾器储液桶的容量是5.7×10－3 m3.往桶内倒入4.2×10－3 m3的药液后开始打气;打气过程中药液不会向外喷出．如果每次能打进2.5×10－4m3的空气;要使喷雾器内药液能全部喷完;且整个过程中温度不变;则需要打气的次数是A．16次B．17次C．20次D．21次解析：选B.设大气压强为p;由玻意耳定律;npV0＋pΔV＝pV;V0＝2.5×10－4m3;ΔV ＝5.7×10－3m3－4.2×10－3m3＝1.5×10－3m3;V＝5.7×10－3m3;解得n＝16.8次≈17次;选项B正确．3．多选一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程;其中bc的延长线通过原点;cd垂直于ab且与水平轴平行;da与bc平行;则气体体积在A．ab过程中不断增大B．bc过程中保持不变C．cd过程中不断增大D．da过程中保持不变解析：选AB.首先;因为bc的延长线通过原点;所以bc是等容线;即气体体积在bc过程中保持不变;B正确；ab是等温线;压强减小则体积增大;A正确；cd是等压线;温度降低则体积减小;C错误；连接aO交cd于e;如图所示;则ae是等容线;即V a＝V e;因为V d＜V e;所以V d＜V a;da过程中体积不是保持不变;D错误．4．已知湖水深度为20 m;湖底水温为4 ℃;水面温度为17 ℃;大气压强为1.0×105Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时;其体积约为原来的取g＝10 m/s2;ρ水＝1.0×103 kg/m3A．2.8倍B．8.5倍C．3.1倍D．2.1倍解析：选C.一标准大气压约为10 m高的水柱产生的压强;所以气泡在湖底的压强p1约为3.0×105Pa;由理想气体状态方程得;错误!＝错误!;而T1＝4＋273K＝277 K;T2＝17＋273K＝290 K;温度基本不变;压强减小为原来的错误!;体积扩大为原来的3倍左右;C项正确．5．如图所示;上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置;横截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60 cm 处设有a、b两限制装置;使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上;缸内气体的压强为p0p0＝1.0×105 Pa为大气压强;温度为300 K．现缓慢加热汽缸内气体;当温度为330 K时;活塞恰好离开a、b；当温度为360 K时;活塞上移了4 cm.g 取10 m/s2.求活塞的质量和物体A的体积．解析：设物体A的体积为ΔV;T1＝300 K;p1＝1.0×105Pa;V1＝60×40 cm3－ΔV;T2＝330 K;p2＝错误!Pa;V2＝V1;T3＝360 K;p3＝p2;V3＝64×40 cm3－ΔV.由状态1到状态2为等容过程;则错误!＝错误!;代入数据得m＝4 kg.由状态2到状态3为等压过程;则错误!＝错误!;代入数据得ΔV＝640 cm3.答案：4 kg 640 cm3。

气体实验定律课件22

气体实验定律课件22
t)K代入得：p＝c(273＋t)，升高1 ℃时的压强为p1＝c(274＋
t)，所以Δp＝c＝273p＋t＝2p703，B正确；由Tp＝ΔΔTp可知D正确． 答案：BCD
探究二 p-T图像与V-T图像 p-T图像与V-T图像的比较．
►特别提醒 对于p-T图像与V-T图像的注意事项 (1)首先要明确是p-T图像还是V-T图像． (2)不是热力学温标的先转换为热力学温标． (3)解决问题时要将图像与实际情况相结合．
2．(多选)民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是 将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火 罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤 上．对其原因下列说法中不正确的是 ( )
A．当火罐内的气体温度不变时，体积减小，压强增大 B．当火罐内的气体体积不变时，温度降低，压强减小 C．当火罐内的气体压强不变时，温度降低，体积减小 D．当火罐内的气体质量不变时，压强增大，体积减小
A．5.6 L
B．3.2 L
C．1.2 L
D．8.4 L
解析：此气体在0 ℃时，压强为标准大气压，所以
它的体积应为22.4×0.3 L＝6.72 L，根据图线所示，从p0
到A状态，气体是等容变化，A状态的体积为6.72 L，温
度为127 K＋273 K＝400 K，从A状态到B状态为等压变
化，B状态的温度为227 K＋273 K＝500 K，根据盖吕萨 克定律VTAA＝VTBB得，VB＝VTATA B＝6.724×00500 L＝8.4 L.
VT11＝VT22＝恒量 气体的质量一定，
条件 定，体积不变 压强不变
续上表
图线 表达
直线的斜率越大，体 直线的斜率越大，压 应用
积越小，如图V2<V1 强越小，如图p2<p1

第三章第1节 气体实验定律

一、气体实验定律教学目标1.知道描述一定质量气体的三个状态参量。

2.能识别一定质量气体的等温、等容和等压变化过程。

3.经历实验探究过程，得出气体实验定律，能表述气体实验定律。

体验实验探究过程，领略实验探究的价值。

4．能用气体实验定律解释有关现象，并能进行简单的计算。

重点难点重点：气体实验定律难点：气体实验定律的理解与应用设计思想本节从研究气体的状态描述出发，提出了一定质量气体的状态可由体积、温度、压强三个参量来描述。

通过实验研究了气体状态变化的三种等值变化过程，并得出了气体实验三定律，同时也使学生进一步认识到实验探究在物理学研究中的重要作用。

三个状态量中压强的计算与分析更为重要，可适当补充一些静止的密闭气体压强的计算问题。

本节内容的学习重在运用，通过一些实例加强学生理论联系实际的意识，提高学生应用物理知识解决实际问题的能力。

教学资源《气体实验定律》多媒体课件注射器测力计铁架台视频录像教学设计【课堂引入】问题：自行车胎在夏天有时会爆胎，为什么温度升高车胎就会爆呢？带着这个问题我们来学习气体实验定律，来研究气体参量之间的关系。

【课堂学习】学习活动一：认识气体状态参量一定质量的气体的状态需要用体积、温度和压强等物理量来共同描述，这些物理量就叫做气体的状态参量。

问题1：气体的体积由什么决定？气体的体积是指气体占有空间的大小，由贮放它的容器决定，在国际单位制中，体积的单位是立方米，符号是m3。

体积的单位还有升、毫升等。

问题2：温度在宏观和微观上分别是如何定义的？从宏观上看温度是表示气体冷热程度的物理量，从微观上看是气体分子热运动的平均动能的标志。

在热学中，用得较多的是热力学温度，亦称绝对温度，它是国际单位制中7个基本单位之一，用符号T表示，单位是开尔文，简称开，符号是K。

热力学温度与摄氏温度之间的数量关系是：273=+T t问题3：压强是大量气体分子对器壁撞击的宏观表现，一般封闭气体的压强如何计算呢？（让学生讨论，学生在初中知识的基础上应该会计算一些简单的情况，这里要着重从对封闭气体的液柱或活塞进行受力分析的角度教会学生计算封闭气体压强。

气体试验定律

气体试验定律一、气体实验定律概述1. 玻意耳定律- 内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。

- 表达式：pV = C（C是常量，与气体的种类、质量、温度有关）。

- 适用条件：气体质量一定且温度不变。

例如，用注射器封闭一定质量的空气，缓慢推动或拉动活塞改变体积，同时测量压强，会发现压强与体积的乘积近似为定值。

2. 查理定律- 内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T 成正比。

- 表达式：(p)/(T)=C（C是常量，与气体的种类、质量、体积有关）。

- 适用条件：气体质量一定且体积不变。

将一定质量的气体密封在一个刚性容器（如烧瓶）中，对容器加热或冷却，测量不同温度下的压强，会发现压强与温度的比值近似为定值。

这里的温度必须是热力学温度（T = t+273.15K，t为摄氏温度）。

3. 盖 - 吕萨克定律- 内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T 成正比。

- 表达式：(V)/(T)=C（C是常量，与气体的种类、质量、压强有关）。

- 适用条件：气体质量一定且压强不变。

例如，将一个带有活塞且活塞可自由移动的容器中的气体加热，保持压强不变（活塞可自由移动以平衡外界压强），测量不同温度下的体积，会发现体积与温度的比值近似为定值。

二、图像表示1. 玻意耳定律图像- 在p - V图像中，一定质量温度不变的气体的图像是双曲线的一支。

因为pV = C，p=(C)/(V)，这是反比例函数的形式。

- 在p-(1)/(V)图像中，是过原点的直线，因为p = C×(1)/(V)，斜率k = C。

2. 查理定律图像- 在p - T图像中，一定质量体积不变的气体图像是过原点的直线，因为(p)/(T)=C，p = C× T，斜率k = C。

3. 盖 - 吕萨克定律图像- 在V - T图像中，一定质量压强不变的气体图像是过原点的直线，因为(V)/(T)=C，V = C× T，斜率k = C。

气体实验定律PPT教学课件精选全文


单原子分子：
t
1 2
mv2
1 2
m vx2
1 2
m
v
2 y
1 2
m
v
2 z
3 2
kT
v
2 x
v
2 y
vz2
1 v2 3
1 2
m vx2
1 2
m
v
2 y
1 2
m
v
2 z
1 2
kT
能量均分定理：
在温度为T 的平衡态下，物质分子的每一个自 由度都具有相同的平均动能，其大小都等于kT/2。
分子平均能量： i kT “i”为刚性分子自由度
3.分子永不停息地作无规则的运动.
§2 气体的状态参量 平衡态
一、体积V 气体分子所能达到的空间范围. [单位: m3]
二、压强P 气体作用于容器壁单位面积的垂直作用力. [单位:Pa] 1Pa=1N/ m2
1.1mmHg=133.3Pa 2.标准大气压(atm)
1atm 760mmHg 1.013105 Pa
R 称为“普适气体常数 ”
代入： PV PoVo M PoVmol
T
To
M mol To
理想气体物态方程： PV M RT M mol
阿伏伽德罗常数： N A 6.022 1023 mol 1
玻耳兹曼常数： k R 1.38 1023 (J K 1) NA
设：分子质量为 m，气体分子数为N，分子数密度 n。
f (v) 4 (
m
)3
2
e
mv2 2 kT
v2
2 kT
f(v)
f (v)dv dN N
v
dv
f(v)

高中物理第二章第3节气体实验定律课件教科选修33教科高中选修33物理课件


pmax＝πρ4gVl20d2。
⑧
[答案]
ρπgh2d2 (1)4V0＋πd2l－h
πρgl2d2 (2) 4V0
12/12/2021
[借题发挥] 利用玻意耳定律解题的基本思路 (1)明确研究对象 根据题意确定所研究的气体，质量不变，温度不变，有 时气体的质量发生变化时，需通过设想，把变质量转化为定 质量，才能应用玻意耳定律。 (2)明确状态参量 找出气体状态变化前后的两组 p、V 值。
(2)水银柱模型，压强的单位一般用 cmHg；汽缸模型， 压强的单位一般用国际单位 Pa 或标准大气压 atm。
12/12/2021
1．若已知大气压强为 p0，如图所示各装置均处于静止状态，图 中液体密度均为 ρ，求被封闭气体的压强。
12/12/2021
12/12/2021
解析：在甲图中，以高为 h 的液柱为研究对象， 由二力平衡知 p 气 S＝－ρghS＋p0S 所以 p 气＝p0－ρgh 在图乙中，以 B 液面为研究对象， 由平衡方程 F 上＝F 下有： p 气 S＋ρghS＝p0S，p 气＝p0－ρgh 在图丙中，仍以 B 液面为研究对象，有 p 气＋ρghsin 60°＝pB＝p0
V＝V0＋14πd2l
①
V1＝14πd2h
②
由力学平衡条件得 p1＝p＋ρhg
③
整个过程为等温过程，由玻意耳定律得 pV＝p1V1
④
联立①②③④式得 p＝4V0＋ρππgdh22dl－2 h。
⑤
12/12/2021
(2)由题意知 h≤l
⑥
联立⑤⑥式有 p≤πρ4gVl20d2
⑦
该仪器能够测量的最大压强为
12/12/2021
(1)公式 pV＝C 中的常量 C 不是一个普适常量，它与气体 所处的温度高低有关，温度越高，常温 C 一定要先确 定好两个状态的体积和压强。
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一粗细均 匀的U形管 竖直放置, A侧上端封 闭,B侧上端与大气相 通,下端开口处开关K 关闭,现将开关K打开, 从U形管中放出部分水 银,当两侧水银面的高 度差为h1=10.0 cm时, 求A侧空气柱的长度和 再向B侧注入水银,使 A,B两侧的水银面达到 同一高度时注入的水 银在管内的长度.
一氧气瓶的容积为 0.08 m3,开始时瓶中 氧气的压强为20个大 气压.某实验室每天消 耗1个大气压的氧气 0.36 m3.当氧气瓶中 的压强降低到2个大气 压时,需重新充气.若 氧气的温度保持不变, 求这瓶氧气重新充气 前可供该实验室使用 多少天.
练习1：2018全国卷二33.2（10分）一定质量的 理想气体,己知活塞质量为m,面积为s,厚度可忽 略;活塞和汽缸壁均绝热, 不计它们之间的摩擦, 开始时活塞处于静止状态。上,下方气体压强均 为p。 温度均为T。。现用电热丝缓慢加热汽缸 中的气体,直至活塞刚好到达b处,求此时汽缸内 气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。 重力加速度大小为g。
课堂小结
一:对气体实验定律的理解
二：解题思路、步骤和应注意的问题
三：应养成良好的学习习惯
2015年Ⅰ卷,33(2)
2015年Ⅱ卷,33(2)
2016年Ⅱ卷,33(2)
全 国 卷 高 考 真 题 剖 析
一固定的竖直汽缸由 一大一小两个同轴圆 筒组成,两圆筒中各有 一个活塞,初始时大活 塞与大圆筒底部相距 ,两活塞间封闭气体 的温度为T1=495 K,现 l 2 汽缸内气体温度缓慢 下降,活塞缓慢下移, 求缸内封闭气体的温 度及缸内封闭气体的 压强.
题型三：多过程变化问题
（2）（10分）如图容积为V的气缸由导热材料制 成，面积为S的活塞将气缸分成容积相等的上下两 部分，气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，气缸 内上下两部分气体的压强均为P。，现将K打开， 容器内的液体缓慢流入气缸，当流入的液体体积 为八分之V时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体 的体积减小了六分之V，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 气缸内液体的质量。
2017年Ⅱ卷,33(2)
一 热 气 球 体 积 为 V, 内 部充有温度为Ta的热空 气 , 气球外冷空气的温 度为 Tb. 该气球内、外 的气压始终都为 1 个大 气压 , 重力加速度大小 为 g. 求 该 热 气 球 所 受 浮力及球内空气的重 力.
全 国 卷 高 考 真 题 剖 析
高考对气体实验 定律或理想气体 状态方程的考查 频率很高，多以 大题出现，选择 题常与分子动理 论及热力学定律 综合。
学习目标： 1、知道气体的状态参量及之间关 系；理解分子动理论与气体热现象的 微观意义。 2、知道解决气体问题地解题思路和具 体步骤养成良好的解题习惯。 3、学会灵活选择研究对象，通过分析 题意灵活选择气体实验定律解题。
题型二：气体图像问题
• 例一 • （2018全国卷一选修3-3）（15分） • （1）（5分）如图，一定质量的理想气体从状态a开是＿＿（选对1个得2分，选对2个得4 分选对3个得5分，每选错一个扣3分，最低得分为0 分）。 • A.过程1中气体的压强逐渐减小 ③ c T d • B.过程2中气体对外界做正功 b ② ④ • C.过程4中气体从外界吸收了热量 ① a e • D.状态c.d的内能相等 O • E.状态d的压强比状态b的压强小
问题探究：
问题组一： 1、三个气体实验定律的微观解释？
2、什么是理想气体，三个气体实验 方程与理想气体状态方程什么关系?
3、应用条件是什么?
题型一：变质量气体问题
例题1、2016全国二（2）（10分）一 氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中 氧气的压强为20个大气压。某实验室 每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。 当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时， 需重新充气。若氧气的温度保持不变， 求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使 用多少天。
高考必考题突破：
气体实验定律的解题策略
考纲要求
考情分析
命题趋势
考纲解读：
2012·全国卷，33(2) 从近几年高考对气体 2013·全国卷Ⅱ，33(2) 实验定律或理想气体 2014·全国卷Ⅱ，33(2) 状态方程的考查来看， 2014·全国卷Ⅰ，33(1) 研究对象为一部分气 2015·全国卷Ⅰ，33(2) 体或多部分气体的高 2016·全国卷Ⅱ，33(2) 考题各占一半，研究 对象为多部分气体的 2017.全国卷Ⅰ，33(2) 问题，更能考查学生 2018.全国卷Ⅰ，33(2) 综合分析能力，题型 多为计算题或综合性 的选择题，题目难度 中等.
问题探究：
问题组二： 1、应用气体规律解题的一般思路和 步骤有哪些？ 2、你做题时感觉思路清晰吗?有方 向吗？ 讨论交流：你是不是有这样的问题： 感觉会做的题经常出错或拿不了满 分，什么地方出错了？
解题思路：
流程图：选对象
找参量
识过程
列方程
• • • • •
►解题方法： 1．玻意耳定律(等温变化) 2．查理定律(等容变化) 3．盖－吕萨克定律(等压变化) 4. 理想气体状态方程
2016年Ⅲ卷,33(2)
一U形玻璃管竖直放置 ,左端开口,右端封闭, 左端上部有一光滑的 轻活塞 . 初始时 , 管内 汞柱及空气柱长度如 图所示.用力向下缓慢 推活塞,直至管内两边 汞柱高度相等时为止. 求此时右侧管内气体 的压强和活塞向下移 动的距离.
2017年Ⅰ卷,33(2)
初始时,三个阀门均打 开 , 活塞在 B 的底部； 关 闭 K2,K3, 通 过 K1 给 汽缸充气 , 使 A 中气体 的 压 强 达 到大 气 压 p0 的 3 倍 后 关 闭 K1.已知 室温为27 ℃，汽缸导 热。（i）打开K2，求 稳定时活塞上方气体 的体积和压强； （ii）接着打开K3， 求稳定时活塞的位置 ； （iii）再缓慢加热汽 缸内气体使其温度升 高20 ℃，求此时活塞 下方气体的压强。
问题探究：
问题三： 1、怎样才能减少出错呢?注意过这 个问题没有？ 2、应采取什么措施？
注意事项： 注意关键词和临界条件： “缓慢”、“恰好”、“导热”、“绝热”、 “温度不变”、“轻活塞”等等。特别注意有些 条件是隐含的，有的要分析临界条件。 • ►规范解答 • 1．文字叙述类的题目要规范解答，指代具体。 • 2．要有必要的受力分析图和示意图。 • 3. 注意卷面整洁合理、不要求的计算过程不 要多写。 • 4.认真审题，不要因粗心大意失分．例如：T的 单位是开尔文，不是摄氏度。
• ►解题步骤： • 1．确定研究对象：它可以是由两个或多个物 体组成的系统，也可以是全部气体和某一部分 气体(状态变化时质量必须一定)． • 2．确定状态参量：找出变化前后的p、V、T数 值或表达式． • 3．明确变化过程：除题设条件指明外，常需 通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定． • 4．列方程求解．