2018物理人教（江苏）选修3-3课件：第八章 气体 章末总结(1)

第八章,章末总结,内容索引,知识网络,题型探究,达标检测,知识网络,气体,气体的状态参量,温度(T)：温度是分子平均动能的标志，Tt_ 体积(V) 压强(p)：由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞产生,273.15 K,气体,玻意耳定律 (等温变化),气体实验定律,成立条件：_ 表达式：_ 等温线：pV图象(双曲线的一支)、p 图象(_ _),查理定律 (等容变化),成立条件：_ 表达式：_ 等容线：pT图象(_),盖吕萨克定律(等压变化),成立条件：_ 表达式：_ 等压线：VT图象(_),m、T一定,pVC,过原,点的倾斜直线,m、V一定,m、p一定,过原点的倾斜直线,过原点的倾斜直线,气体,理想气体的状态方程,理想气体：严格遵从气体实验定律的气体 理想气体的特点：无分子势能，分子间无相互作用力 理想气体状态方程的成立条件：_ 方程：_或_,气体分子运动的特点 气体温度的微观意义 气体压强的微观意义 对气体实验定律的微观解释,气体热现象的微观意义,m一定,*,题型探究,一、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.,例1如图1所示，一内壁光滑的汽缸固定于水平地面上，在距汽缸底部L154 cm处有一固定于汽缸上的卡环，活塞与汽缸底部之间封闭着一定质量的理想气体，活塞在图示位置时封闭气体的温度t1267 、压强 p11.5 atm.设大气压强p0恒为1 atm，汽缸导热性能良好，不计活塞的厚度.由于汽缸缓慢放热，活塞最终会左移到某一位置而平衡.求：,图1,(1)活塞刚要离开卡环处时封闭气体的温度；,答案87 ,解析设活塞的面积为S0，活塞刚要离开卡环处时封闭气体的压强为p0， 其温度设为T2，由查理定律有,即t2(360273) 87 .,解析,答案,(2)封闭气体温度下降到t327 时活塞与汽缸底部之间的距离.,解析,答案,答案 45 cm,解析由于t3<t2，所以气体温度从t2降至t3过程中，活塞等压向左缓慢移动，封闭气体的压强为1 atm 由盖吕萨克定律有,例2如图2所示，内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口AB、CD段竖直，BC、DE段水平，AB100 cm，BC40 cm，CD50 cm，DE60 cm.在水平段DE内有一长10 cm的水银柱，其左端距D点10 cm.在环境温度为300 K时，保持BC段水平将玻璃管A端缓慢竖直向下插入水银槽中，使A端在水银面下10 cm.已知大气压为75 cmHg且保持不变.,图2,(1)若环境温度缓慢升高，求温度升高到多少K时，水银柱刚好全部溢出；,答案360 K,解析设玻璃管截面积为S A端插入水银槽后，水银柱向右移动10 cm，,解析,答案,(2)若环境温度缓慢降低，求温度降低到多少K时，水银柱刚好全部进入CD段.,答案 208 K,解析当液柱刚好全部进入CD管时，水银槽中的水银将沿AB管上升10 cm 封闭气体体积及压强V3160S cm3，p365 cmHg,解析,答案,二、理想气体的图象问题,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.,例3一定质量的理想气体的状态变化过程的pV图象如图3所示，其中A是初状态，B、C是中间状态，AB是等温变化，如将上述变化过程改用pT图象和VT图象表示，则下列各图象中正确的是,图3,解析,答案,解析在pV图象中，由AB，气体经历的是等温变化过程，气体的体积增大，压强减小；由BC，气体经历的是等容变化过程，根据查理定 律 ，pCpB，则TCTB，气体的压强增大，温度升高；由CA，气体经历的是等压变化过程，根据盖吕萨克定律 ，VCVA，则TCTA，气体的体积减小，温度降低.A项中，BC连线不过原点，不是等容变化过程，A错误； C项中，BC体积减小，C错误； B、D两项符合全过程.综上所述，正确答案选B、D.,达标检测,1.(气体实验定律的应用)如图4所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，管内左侧水银面与管口A之间气柱长为lA40 cm，,解析,答案,图4,(1)气柱的压强；,答案80 cmHg,解析插入水银槽后左管压强：pp02h80 cmHg,1,2,3,现将左管竖直插入水银槽中，稳定后管中左侧的水银面相对玻璃管下降了2 cm，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，已知大气压强p076 cmHg，求：稳定后A端上方,解析,答案,(2)气柱的长度.,答案38 cm,解析设玻璃管横截面积为S，由玻意耳定律得 p0lASplAS 代入数据，解得lA38 cm.,1,2,3,2.(气体实验定律的应用)容积为1 L的烧瓶，在压强为1.0105 Pa时，用塞子塞住，此时温度为27 ；当把它加热到127 时，塞子被打开了，稍过一会儿，重新把塞子塞好(塞子塞好时瓶内气体温度仍为127 ，压强为1.0105 Pa)，把273 视作0 K.求： (1)塞子打开前，烧瓶内的最大压强；,答案,解析,1,2,3,答案1.33105 Pa,解析塞子打开前：选瓶中气体为研究对象 初态有p11.0105 Pa，T1300 K 末态气体压强设为p2，T2400 K 由查理定律可得p2 p11.33105 Pa.,1,2,3,(2)最终瓶内剩余气体的质量与原瓶内气体质量的比值.,答案,解析,1,2,3,解析设瓶内原有气体体积为V，打开塞子后在温度为400 K、压强为1.0105 Pa时气体的体积为V,3.(理想气体的图象问题)如图5甲所示，内壁光滑的导热汽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1.0105 Pa、体积为2.0103 m3的理想气体，现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127 .,1,2,3,图5,(1)求汽缸内气体的最终体积；,1,2,3,答案,解析,答案1.47103 m3,1,2,3,解析在活塞上方倒沙的全过程中温度保持不变，即满足玻意耳定律，有p0V0p1V1,在缓慢加热到127 的过程中压强保持不变，则,(2)在图乙上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化(外界大气压强为1.0105 Pa).,1,2,3,答案,解析,答案见解析图,1,2,3,解析整个过程中汽缸内气体的状态变化如图所示,本课结束,