2018-2019版高中物理 第二章 氣體 3 氣體實(shí)驗(yàn)定律課件 教科版選修3-3.ppt
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3氣體實(shí)驗(yàn)定律,第二章氣體,[學(xué)習(xí)目標(biāo)],1.知道什么是氣體的狀態(tài)參量.2.掌握熱力學(xué)溫度的定義,知道什么是溫標(biāo),理解攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的區(qū)別與聯(lián)系.3.通過實(shí)驗(yàn)探究,知道玻意耳定律、查理定律、蓋呂薩克定律的內(nèi)容和公式.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測檢測評價達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、氣體的狀態(tài)參量,1.氣體的狀態(tài)參量描述氣體狀態(tài)的物理量:一定質(zhì)量的氣體有三個狀態(tài)參量,分別是:__、和壓強(qiáng).2.氣體的體積和壓強(qiáng)(1)體積:氣體占有空間的大小,符號是V,單位:立方米(m3)、升(L)和毫升(mL).1L=m3,1mL=m3.,體,積,溫度,10-3,10-6,(2)壓強(qiáng):大量氣體分子對器壁撞擊的宏觀表現(xiàn).符號是p,國際單位:帕斯卡(Pa).1Pa=N/m2,常用單位還有標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)和毫米汞柱(mmHg).3.溫度(1)概念:表示物體的物理量,是分子的標(biāo)志.,1,冷熱程度,平均動能,(2)兩種溫標(biāo):①攝氏溫標(biāo):早期的攝氏溫標(biāo)規(guī)定,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為,水的沸點(diǎn)為.用攝氏溫標(biāo)表示溫度叫攝氏溫度,符號是t.②熱力學(xué)溫度用T表示,單位是,簡稱開(K).(3)攝氏溫度t和熱力學(xué)溫度T間的關(guān)系:T=.,0℃,100℃,開爾文,t+273.15,二、玻意耳定律,1.內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在保持不變的情況下,壓強(qiáng)p與體積V成.2.表達(dá)式:pV=.3.適用條件:氣體的質(zhì)量一定,溫度不變.,溫度,反比,常量,三、查理定律,1.等容變化:一定質(zhì)量的某種氣體,在不變時,壓強(qiáng)隨溫度的變化叫做等容變化.2.內(nèi)容:一定質(zhì)量的氣體,在不變的情況下,壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成.3.表達(dá)式:=常量.4.適用條件:氣體的和體積不變.,體積,體積,正比,質(zhì)量,四、蓋呂薩克定律,1.等壓變化:一定質(zhì)量的某種氣體,在不變時,體積隨溫度的變化叫做等壓變化.2.內(nèi)容:一定質(zhì)量的氣體,在不變的情況下,體積V與熱力學(xué)溫度T成.3.表達(dá)式:=常量.4.適用條件:氣體的和不變.,壓強(qiáng),壓強(qiáng),正比,質(zhì)量,壓強(qiáng),1.判斷下列說法的正誤.(1)0℃的溫度可以用熱力學(xué)溫度粗略地表示為273K.()(2)氣體做等容變化時,溫度從13℃上升到52℃,則氣體的壓強(qiáng)升高為原來的4倍.()(3)對于一定質(zhì)量的氣體,在壓強(qiáng)不變時,若溫度升高,則體積減小.()(4)若體積增大到原來的兩倍,則攝氏溫度升高到原來的兩倍.(),[即學(xué)即用],答案,√,,,,2.一定質(zhì)量的某種氣體發(fā)生等溫變化時,若體積增大了n倍,則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼腳______倍.,答案,重點(diǎn)探究,在力學(xué)中,為了確定物體運(yùn)動的狀態(tài),我們使用了物體的位移和速度這兩個物理量.在熱學(xué)中如果我們要研究一箱氣體的狀態(tài),需要哪些物理量呢?,一、氣體的狀態(tài)參量,[導(dǎo)學(xué)探究],答案體積、溫度和壓強(qiáng),答案,[知識深化],1.攝氏溫標(biāo)一種常用的表示溫度的方法,規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為0C,水的沸點(diǎn)為100C.在0C和100C之間均勻分成100等份,每份算做1C.2.熱力學(xué)溫標(biāo)現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法,熱力學(xué)溫標(biāo)也叫絕對溫標(biāo).3.攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系T=t+273.15,可粗略地表示為T=t+273.,例1(多選)關(guān)于熱力學(xué)溫度與攝氏溫度,下列說法正確的是A.攝氏溫度和熱力學(xué)溫度都不能取負(fù)值B.溫度由t(C)升到2t(C)時,對應(yīng)的熱力學(xué)溫度由T(K)升到2T(K)C.-33C=240.15KD.攝氏溫度變化1C,也就是熱力學(xué)溫度變化1K,答案,解析,√,√,解析攝氏溫度能取負(fù)值,A錯誤;由熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系T=t+273.15知,B錯誤,C正確;攝氏溫度與熱力學(xué)溫度在表示溫度的變化時,變化的數(shù)值是相同的,故D正確.,二、玻意耳定律,1.如圖1所示為“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)過程中如何保證氣體的質(zhì)量和溫度不變?,[導(dǎo)學(xué)探究],答案保證氣體質(zhì)量不變的方法:實(shí)驗(yàn)前在柱塞上涂好潤滑油,以免漏氣.保證氣體溫度不變的方法①改變氣體體積時,緩慢進(jìn)行,等穩(wěn)定后再讀出氣體壓強(qiáng),以防止氣體體積變化太快,氣體的溫度發(fā)生變化.②實(shí)驗(yàn)過程中,不用手接觸注射器的圓筒,防止圓筒從手上吸收熱量,引起內(nèi)部氣體溫度變化.,圖1,答案,2.玻意耳定律成立的條件是什么?,答案一定質(zhì)量的氣體,且溫度不變.,答案,[知識深化],1.實(shí)驗(yàn)探究(1)實(shí)驗(yàn)器材:鐵架臺、玻璃管(帶活塞)、氣壓計等.(2)研究對象(系統(tǒng)):玻璃管內(nèi)被封閉的空氣柱.(3)實(shí)驗(yàn)方法:控制氣體溫度和質(zhì)量不變,研究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系.(4)數(shù)據(jù)收集:壓強(qiáng)由氣壓計讀出,空氣柱長度由刻度尺讀出,空氣柱長度與橫截面積的乘積即為體積.,(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:壓強(qiáng)跟體積的倒數(shù)成正比,即壓強(qiáng)與體積成反比.2.常量的意義p1V1=p2V2=常量該常量與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關(guān),對一定質(zhì)量的氣體,溫度越高,該常量越大.,例2一定質(zhì)量的氣體,壓強(qiáng)為3atm,保持溫度不變,當(dāng)壓強(qiáng)減小了2atm時,體積變化了4L,則該氣體原來的體積為,答案,解析,√,解析設(shè)該氣體原來的體積為V1,由玻意耳定律得3V1=(3-2)(V1+4),解得V1=2L.,利用玻意耳定律解題的基本思路1.明確研究對象,并判斷是否滿足玻意耳定律的條件.2.明確初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1、V1;p2、V2)3.根據(jù)玻意耳定律列方程求解.,三、查理定律與蓋呂薩克定律,(1)根據(jù)探究等溫變化的實(shí)驗(yàn)方法,設(shè)計一個實(shí)驗(yàn),在保持體積不變的情況下,探究壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系.,[導(dǎo)學(xué)探究],答案用上面實(shí)驗(yàn)探究里的實(shí)驗(yàn)裝置.保證氣體的體積不變,把玻璃管浸入水中,改變水溫,讀出不同溫度時氣體的壓強(qiáng)大小,多測幾組數(shù)據(jù),用這些數(shù)據(jù)研究壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系.,答案,(2)設(shè)計實(shí)驗(yàn),探究在壓強(qiáng)不變時體積與溫度的關(guān)系.,答案可利用如下裝置.,答案,改變水溫,測出不同溫度時氣體的體積,多測幾組數(shù)據(jù),用這些數(shù)據(jù)研究體積與溫度的關(guān)系.,[知識深化],1.查理定律及推論,表示一定質(zhì)量的某種氣體從初狀態(tài)(p、T)開始發(fā)生等容變化,其壓強(qiáng)的變化量Δp與溫度的變化量ΔT成正比.,2.蓋呂薩克定律及推論,表示一定質(zhì)量的某種氣體從初狀態(tài)(V、T)開始發(fā)生等壓變化,其體積的變化量ΔV與溫度的變化量ΔT成正比.,例3燈泡內(nèi)充有氮、氬混合氣體,如果要使燈泡內(nèi)的混合氣體在500℃時的壓強(qiáng)不超過一個大氣壓,燈泡容積不變,則在20℃的室溫下充氣,燈泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)至多能充到多少?,答案,解析,答案0.38atm,解析燈泡內(nèi)氣體初、末狀態(tài)的參量分別為氣體在500℃,p1=1atm,T1=(273+500)K=773K.氣體在20℃時,T2=(273+20)K=293K.,利用查理定理解題的基本思路1.明確研究對象并判斷是否滿足查理定律的條件.2.明確初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1、T1;p2、T2).3.根據(jù)查理定律列方程求解.,例4一定質(zhì)量的氣體在等壓變化中體積增大了若氣體原來的溫度為27℃,則溫度的變化是A.升高了450KB.升高了150℃C.降低了150℃D.降低了450℃,答案,解析,√,所以溫度升高Δt=150K,即溫度升高150℃.,判斷出氣體的壓強(qiáng)不變是運(yùn)用蓋呂薩克定律的關(guān)鍵.,達(dá)標(biāo)檢測,1.(氣體的狀態(tài)參量)(多選)關(guān)于溫度與溫標(biāo),下列說法正確的是A.用攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)表示溫度是兩種不同的表示方法B.攝氏溫度與熱力學(xué)溫度都可以取負(fù)值C.攝氏溫度升高3℃,在熱力學(xué)溫標(biāo)中溫度升高276.15KD.熱力學(xué)溫度升高3K與攝氏溫度升高3℃是等效的,答案,√,1,2,3,4,解析,√,解析溫標(biāo)是溫度數(shù)值的表示方法,常用的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo),A正確;攝氏溫度可以取負(fù)值,但是熱力學(xué)溫度不能取負(fù)值,因?yàn)闊崃W(xué)溫度的零點(diǎn)是低溫的極限,故選項(xiàng)B錯;攝氏溫度升高3℃,也就是熱力學(xué)溫度升高了3K,故選項(xiàng)C錯,D正確.,1,2,3,4,A.體積不變,壓強(qiáng)變小B.體積變小,壓強(qiáng)變大C.體積不變,壓強(qiáng)變大D.體積變小,壓強(qiáng)變小,2.(玻意耳定律)如圖2所示,某種自動洗衣機(jī)進(jìn)水時,與洗衣缸相連的細(xì)管中會封閉一定質(zhì)量的空氣,通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力,從而控制進(jìn)水量.設(shè)溫度不變,洗衣缸內(nèi)水位升高,則細(xì)管中被封閉的空氣,答案,1,2,3,4,√,解析,圖2,解析由題圖可知空氣被封閉在細(xì)管內(nèi),水面升高時,氣體壓強(qiáng)就增大,根據(jù)玻意耳定律,氣體體積一定減小,B選項(xiàng)正確.,3.(查理定律)一定質(zhì)量的氣體,體積保持不變,下列過程可以實(shí)現(xiàn)的是A.溫度升高,壓強(qiáng)增大B.溫度升高,壓強(qiáng)減小C.溫度不變,壓強(qiáng)增大D.溫度不變,壓強(qiáng)減小,答案,1,2,3,4,解析,√,4.(蓋呂薩克定律)一定質(zhì)量的氣體,如果保持它的壓強(qiáng)不變,降低溫度,使它的體積為0℃時的,答案,解析,1,2,3,4,√,- 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