高中物理第二章气体3气体实验定律课件教科版选修33.ppt

3　气体实验定律•第二章　气　体[学习目标]1.知道什么是气体的状态参量.2.掌握热力学温度的定义，知道什么是温标，理解摄氏温度与热力学温度的区别与联系.3.通过实验探究，知道玻意耳定律、查理定律、盖吕萨克定律的内容和公式.内容索引重点探究启迪思维￿￿探究重点达标检测检测评价￿￿达标过关自主预习预习新知￿￿夯实基础自主预习一、气体的状态参量一、气体的状态参量1.气体的状态参量描述气体状态的物理量：一定质量的气体有三个状态参量，分别是：__ 、 和压强.2.气体的体积和压强(1)体积：气体占有空间的大小，符号是V，单位：立方米(m3)、升(L)和毫升(mL).1 L＝ m3,1 mL＝ m3.体积温度10－310－6(2)压强：大量气体分子对器壁撞击的宏观表现.符号是p，国际单位：帕斯卡(Pa).1 Pa＝ N/m2，常用单位还有标准大气压(atm)和毫米汞柱(mmHg).3.温度(1)概念：表示物体 的物理量，是分子 的标志.1冷热程度平均动能(2)两种温标：①摄氏温标：早期的摄氏温标规定，标准大气压下冰的熔点为 ，水的沸点为 .用摄氏温标表示温度叫摄氏温度，符号是t.②热力学温度用T表示，单位是 ，简称开(K).(3)摄氏温度t和热力学温度T间的关系：T＝ .0 ℃100 ℃开尔文t＋273.15二、玻意耳定律二、玻意耳定律1.内容：一定质量的某种气体，在 保持不变的情况下，压强p与体积V成 .2.表达式：pV＝ .3.适用条件：气体的质量一定，温度不变.温度反比常量三、查理定律三、查理定律1.等容变化：一定质量的某种气体，在 不变时，压强随温度的变化叫做等容变化.2.内容：一定质量的气体，在 不变的情况下，压强p与热力学温度T成 .3.表达式： ＝常量.4.适用条件：气体的 和体积不变.体积体积正比质量四、盖吕萨克定律四、盖吕萨克定律1.等压变化：一定质量的某种气体，在 不变时，体积随温度的变化叫做等压变化.2.内容：一定质量的气体，在 不变的情况下，体积V与热力学温度T成 .3.表达式： ＝常量.4.适用条件：气体的 和 不变.压强压强正比质量压强1.判断下列说法的正误.(1)0 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为273 K.( )(2)气体做等容变化时，温度从13 ℃上升到52 ℃，则气体的压强升高为原来的4倍.( )(3)对于一定质量的气体，在压强不变时，若温度升高，则体积减小.( )(4)若体积增大到原来的两倍，则摄氏温度升高到原来的两倍.( )[即学即用即学即用]答案√×××2.一定质量的某种气体发生等温变化时，若体积增大了n倍，则压强变为原来的_______倍.答案重点探究在力学中，为了确定物体运动的状态，我们使用了物体的位移和速度这两个物理量.在热学中如果我们要研究一箱气体的状态，需要哪些物理量呢？一、气体的状态参量[导学探究导学探究]答案　答案　体积、温度和压强答案[知识深化知识深化]1.摄氏温标摄氏温标一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0 °C，水的沸点为100 °C.在0 °C和100 °C之间均匀分成100等份，每份算做1 °C.2.热力学温标热力学温标现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫绝对温标.3.摄氏温度与热力学温度的关系摄氏温度与热力学温度的关系T＝t＋273.15，可粗略地表示为T＝t＋273.例例1　(多选)关于热力学温度与摄氏温度，下列说法正确的是 A.摄氏温度和热力学温度都不能取负值B.温度由t(°C)升到2t(°C)时，对应的热力学温度由T(K)升到2T(K)C.－33 °C＝240.15 KD.摄氏温度变化1 °C，也就是热力学温度变化1 K答案解析√√√√解析　解析　摄氏温度能取负值，A错误；由热力学温度与摄氏温度的关系T＝t＋273.15知，B错误，C正确；摄氏温度与热力学温度在表示温度的变化时，变化的数值是相同的，故D正确.二、玻意耳定律1.如图1所示为“探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验过程中如何保证气体的质量和温度不变？[导学探究导学探究]答案　答案　保证气体质量不变的方法：实验前在柱塞上涂好润滑油，以免漏气.保证气体温度不变的方法①改变气体体积时，缓慢进行，等稳定后再读出气体压强，以防止气体体积变化太快，气体的温度发生变化.②实验过程中，不用手接触注射器的圆筒，防止圆筒从手上吸收热量，引起内部气体温度变化.图1答案2.玻意耳定律成立的条件是什么？答案　答案　一定质量的气体，且温度不变.答案[知识深化知识深化]1.实验探究实验探究(1)实验器材：铁架台、玻璃管(带活塞)、气压计等.(2)研究对象(系统)：玻璃管内被封闭的空气柱.(3)实验方法：控制气体温度和质量不变，研究气体压强与体积的关系.(4)数据收集：压强由气压计读出，空气柱长度由刻度尺读出，空气柱长度与横截面积的乘积即为体积.(6)实验结论：压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比.2.常量的意义常量的意义p1V1＝p2V2＝常量该常量与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该常量越大.例例2　一定质量的气体，压强为3 atm，保持温度不变，当压强减小了2 atm时，体积变化了4 L，则该气体原来的体积为 答案解析√√解解析析　　设该气体原来的体积为V1，由玻意耳定律得3V1＝(3－2)·(V1＋4)，解得V1＝2 L.利用玻意耳定律解题的基本思路利用玻意耳定律解题的基本思路1.明确研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件.2.明确初、末状态及状态参量(p1、V1；p2、V2)3.根据玻意耳定律列方程求解.方法方法总结总结三、查理定律与盖吕萨克定律(1)根据探究等温变化的实验方法，设计一个实验，在保持体积不变的情况下，探究压强与温度的关系.[导学探究导学探究]答答案案　　用上面实验探究里的实验装置.保证气体的体积不变，把玻璃管浸入水中，改变水温，读出不同温度时气体的压强大小，多测几组数据，用这些数据研究压强与温度的关系.答案(2)设计实验，探究在压强不变时体积与温度的关系.答案　答案　可利用如下装置.答案改变水温，测出不同温度时气体的体积，多测几组数据，用这些数据研究体积与温度的关系.[知识深化知识深化]1.查理定律及推论查理定律及推论表示一定质量的某种气体从初状态(p、T)开始发生等容变化，其压强的变化量Δp与温度的变化量ΔT成正比.2.盖吕萨克定律及推论盖吕萨克定律及推论表示一定质量的某种气体从初状态(V、T)开始发生等压变化，其体积的变化量ΔV与温度的变化量ΔT成正比.例例3　灯泡内充有氮、氩混合气体，如果要使灯泡内的混合气体在500 ℃时的压强不超过一个大气压，灯泡容积不变，则在20 ℃的室温下充气，灯泡内气体的压强至多能充到多少？答案解析答案　答案　0.38 atm解析　解析　灯泡内气体初、末状态的参量分别为气体在500 ℃，p1＝1 atm，T1＝(273＋500)K＝773 K.气体在20 ℃时，T2＝(273＋20)K＝293 K.利用查理定理解题的基本思路利用查理定理解题的基本思路1.明确研究对象并判断是否满足查理定律的条件.2.明确初、末状态及状态参量(p1、T1；p2、T2).3.根据查理定律列方程求解.方法方法总结总结例例4　一定质量的气体在等压变化中体积增大了 若气体原来的温度为27 ℃，则温度的变化是 A.升高了450 K B.升高了150 ℃C.降低了150 ℃ D.降低了450 ℃答案解析√√所以温度升高Δt＝150 K，即温度升高150 ℃.判断出气体的压强不变是运用盖吕萨克定律的关键.方法方法总结总结达标检测1.(气体的状态参量气体的状态参量)(多选)关于温度与温标，下列说法正确的是 A.用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B.摄氏温度与热力学温度都可以取负值C.摄氏温度升高3 ℃，在热力学温标中温度升高276.15 KD.热力学温度升高3 K与摄氏温度升高3 ℃是等效的答案√√1234解析√√A.体积不变，压强变小 B.体积变小，压强变大C.体积不变，压强变大 D.体积变小，压强变小2.(玻玻意意耳耳定定律律)如图2所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气 答案1234√√解析图2解解析析　　由题图可知空气被封闭在细管内，水面升高时，气体压强就增大，根据玻意耳定律，气体体积一定减小，B选项正确.3.(查理定律查理定律)一定质量的气体，体积保持不变，下列过程可以实现的是 A.温度升高，压强增大 B.温度升高，压强减小C.温度不变，压强增大 D.温度不变，压强减小答案1234解析√√4.(盖盖吕吕萨萨克克定定律律)一定质量的气体，如果保持它的压强不变，降低温度，使它的体积为0℃时的答案解析1234√√。