高中物理 第二章 固体液体和气体 第八节 气体实验定律()教学案 粤教版选修
14页1、我带领班子成员及全体职工,积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习,同时认真学习业务知识,全面提高了自身素质,增强职工工作积极性,杜绝了纪律松散第八节气体实验定律 ()目标定位 1.知道什么是等容变化,知道查理定律的内容和公式.2.知道什么是等压变化,知道盖吕萨克定律的内容和公式.3.了解等容变化的pT图线和等压变化的VT图线及其物理意义.4.会用分子动理论和统计观点解释气体实验定律一、查理定律导学探究打足气的自行车在烈日下曝晒,常常会爆胎,原因是什么?答案车胎在烈日下曝晒,胎内的气体温度升高,气体的压强增大,把车胎胀破知识梳理1等容变化:一定质量的某种气体,在体积不变时,压强随温度的变化叫做等容变化2查理定律(1)内容:一定质量的气体,在体积不变的情况下,压强p与热力学温度T成正比(填“正比”或“反比”)(2)表达式:pCT或.(3)适用条件:气体的质量和体积不变3等容线:pT图象和pt图象分别如图1甲、乙所示图14从图1可以看出:pT图象(或pt图象)为一次函数图象,由此我们可以得出一个重要推论:一定质量的气体,从初状态(p、T)开始发生等容变化,其压强的变化量p与热力学温度的
2、变化量T之间的关系为:.延伸思考图1中斜率的不同能够说明什么问题?答案斜率与体积成反比,斜率越大,体积越小二、盖吕萨克定律1等压变化:一定质量的某种气体,在压强不变时,体积随温度的变化叫做等压变化2盖吕萨克定律(1)内容:一定质量的气体,在压强不变的情况下,体积V与热力学温度T成正比(2)表达式:VCT或.(3)适用条件:气体的质量和压强不变3等压线:VT图象和Vt图象分别如图2甲、乙所示图24从图2可以看出:VT图象(或Vt图象)为一次函数图象,由此我们可以得出一个重要推论:一定质量的气体从初状态(V、T)开始发生等压变化,其体积的变化量V与热力学温度的变化量T之间的关系为.延伸思考图2中斜率的不同能够说明什么问题?答案斜率与压强成反比,斜率越大,压强越小三、对气体实验定律的微观解释导学探究如何从微观角度来解释气体实验定律?答案从决定气体压强的微观因素上来解释,即气体分子的平均动能和气体分子的密集程度知识梳理1玻意耳定律的微观解释一定质量的某种理想气体,温度不变,分子的平均动能不变体积减小,分子的密集程度增大,单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多,气体的压强增大2查理定律的微观解释
3、一定质量的某种理想气体,体积不变,则分子的密集程度不变,温度升高,分子平均动能增大,分子撞击器壁的作用力变大,所以气体的压强增大3盖吕萨克定律的微观解释一定质量的某种理想气体,温度升高,分子的平均动能增大,撞击器壁的作用力变大,而要使压强不变,则需使影响压强的另一个因素分子的密集程度减小,所以气体的体积增大.一、查理定律的应用例1气体温度计结构如图3所示玻璃测温泡A内充有气体,通过细玻璃管B和水银压强计相连开始时A处于冰水混合物中,左管C中水银面在O点处,右管D中水银面高出O点h114 cm,后将A放入待测恒温槽中,上下移动D,使C中水银面仍在O点处,测得D中水银面高出O点h244 cm.求恒温槽的温度(已知外界大气压为1个标准大气压,1个标准大气压等于76 cmHg)图3答案364 K(或91 )解析设恒温槽的温度为T2,由题意知T1273 KA内气体发生等容变化,根据查理定律得p1p0ph1p2p0ph2联立式,代入数据得T2364 K(或91 )二、盖吕萨克定律的应用例2如图4所示,绝热的气缸内封有一定质量的气体,缸体质量M200 kg,活塞质量m10 kg,活塞横截面积S100
4、 cm2.活塞与气缸壁无摩擦且不漏气此时,缸内气体的温度为27 ,活塞位于气缸正中间,整个装置都静止已知大气压恒为p01.0105 Pa,重力加速度为g10 m/s2.求:图4(1)缸内气体的压强 p1;(2)缸内气体的温度升高到多少时,活塞恰好会静止在气缸缸口AB处答案(1)3.0105 Pa(2)327 解析(1)以气缸为研究对象(不包括活塞),由气缸受力平衡得:p1SMgp0S解得:p13.0105 Pa.(2)设当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时,缸内气体温度为T2,压强为p2,此时仍有p2SMgp0S,即缸内气体做等压变化对这一过程研究缸内气体,由盖吕萨克定律得:所以T22T1600 K故t2(600273)327 .三、pT图象与VT图象的应用例3图5甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的VT图象,已知气体在状态A时的压强是1.5105 Pa.图5(1)根据图象提供的信息,计算图中TA的值(2)请在图乙坐标系中,作出气体由状态A经状态B变为状态C的pT图象,并在图线相应位置上标出字母A、B、C,如果需要计算才能确定有关坐标值,请写出计算过程答案(1)200 K(2)
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