《气体实验定律》参考-完整版课件

第3节气体实验定律课前自主学案核心要点突破课堂互动讲练课标定位

第

3节学习目标：1.知道描述气体的三个状态参量．理解三个参量的意义．2.知道什么是等温变化、等容变化和等压变化．3.知道实验三定律的内容及表达式，并会应用定律处理问题．4.会通过实验来研究问题，探究物理规律，体验科学探究过程．课标定位重点难点：1.实验定律的理解与应用．2．描述气体的状态参量及物理意义．课前自主学案一、气体的状态参量1．状态参量：研究气体的性质时，用______、______、______这三个物理量来描述气体的状态，这三个物理量被称为气体的状态参量．2．体积、温度和压强(1)体积(V)：气体的体积是指气体占有____________．压强体积温度空间的大小(2)温度(T)：温度是表示物体___________的物理量,是气体分子___________的标志．①测量：用________来测量．②表示方法：摄氏温度和________温度，两者数量关系是：___________.(3)压强(P)：是大量气体分子对器壁撞击的______表现．压强的单位有：Pa、atm、cmHg、mmHg等，它们间的换算关系为：1Pa＝1N/m21atm＝76cmHg＝760mmHg＝1.013×105Pa冷热程度平均动能温度计热力学T＝t＋273宏观二、玻意耳定律1．等温变化：一定质量的气体，在______不变时其压强与体积发生的变化．2．玻意耳定律(1)内容：一定______的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与______V成反比．(2)表达式pV＝常量．(3)适用条件：①气体的______不变；②气体的______不变．温度质量体积质量温度三、查理定律1．等容变化：一定质量的某种气体在__________时压强随温度的变化．2．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______________成正比．(2)表达式：_________．(3)适用条件：①气体的______不变；②气体的______不变．体积不变热力学温度T质量体积四、盖吕萨克定律1．等压变化：一定质量的某种气体，在__________的条件下,体积随温度的变化而变化．2．盖吕萨克定律(1)内容：一定质量的气体，在保持压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成______．(2)表达式：_________．(3)适用条件：①气体______不变；②气体______不变．压强不变正比质量压强核心要点突破一、封闭气体压强的计算1．容器静止或匀速运动时封闭气体压强的计算(1)取等压面法根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面．由两侧压强相等列方程求解压强．例如，图2－3－1中同一液面C、D处压强相等，则pA＝p0＋ph.图2－3－1(2)力平衡法选与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强．特别提醒：在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强p＝ρgh时，应特别注意h是表示液面间竖直高度，不一定是液柱长度．特别提醒：(1)当系统加速运动时，选封闭气体的物体如液柱、汽缸或活塞等为研究对象，由牛顿第二定律，求出封闭气体的压强．(2)压强关系的实质反映了力的关系，力的关系由物体的状态来决定．即时应用(即时突破，小试牛刀)1．(沈阳高二检测)如图2－3－3所示，一横截面积为S的圆柱形容器竖直放置，圆板A上表面是水平的，下表面是倾斜的，且下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M，不计一切摩擦，大气压为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强为(

)图2－3－3A．p0＋Mgcosθ/S

B．p0/S＋Mgcosθ/SC．p0＋Mgcos2θ/SD．p0＋Mg/S解析：选D.以圆板为研究对象，如图所示，竖直方向受力平衡．pAS′cosθ＝p0S＋MgS′＝S/cosθ所以pA(S/cosθ)cosθ＝p0S＋Mg所以pA＝p0＋Mg/S故此题应选D.二、对玻意耳定律的理解及应用1．成立条件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是实验定律．只有在气体质量一定、温度不变的条件下才成立．2．常量的意义：p1V1＝p2V2＝常量C该常量C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C越大．3．应用玻意耳定律的思路与方法(1)选取一定质量的气体为研究对象，确定研究对象的始末两个状态．(2)表示或计算出初态压强p1、体积V1；末态压强p2、体积V2，对未知量用字母表示．(3)根据玻意耳定律列方程p1V1＝p2V2，并代入数值求解．(4)有时要检验结果是否符合实际，对不符合实际的结果删去．特别提醒：对于开口的玻璃管，用水银封闭一部分气体时，气体体积增大，特别是给出玻璃管总长度时，更要分析计算的气体长度加上水银柱的长度是否超出玻璃管的总长．若超出，说明水银会流出，要重新计算．即时应用(即时突破，小试牛刀)2．如图2－3－4所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的汽缸内，活塞相对于底部的高度为h，可沿汽缸无摩擦地滑动．取一小盒图2－3－4沙子缓慢地倒在活塞的上表面上．沙子倒完时，活塞下降了h/4.再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞上表面上．外界大气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距汽缸底部的高度．三、对查理定律和盖吕萨克定律的进一步理解1．两实验定律的比较3．应用查理定律或盖吕萨克定律解题的步骤(1)确定研究对象，即被封闭的气体．(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律条件．是否是质量和体积保持不变或是质量和压强保持不变．(3)确定初、末两个状态的温度、压强或温度、体积．(4)按查理(盖吕萨克)定律公式列式求解．(5)分析检验求解结果．特别提醒：(1)查理定律(或盖吕萨克)定律的适用范围是气体的压强不太大(是大气压的几倍)温度不太低(与室温比较)．(2)由于定律为比例式，初末状态的压强(或体积)只要单位相同即可，不必统一到国际单位，但温度必须化为热力学温度．即时应用(即时突破，小试牛刀)3．如图2－3－5所示，A是容积很大的玻璃容器，B是内径很小的玻璃管，B的左端与A相通，右端开口，B中有图2－3－5一段水银柱将一定质量的空气封闭在A中，当把A放在冰水混合物里，B的左管比右管中水银高30cm；当B的左管比右管的水银面低30cm时，A中气体的温度是多少？(设大气压强p0＝760mmHg)．答案：629K3．如果液柱(或活塞)两端的横截面积相等，若Δp均大于零，意味着两部分气体的压强均增大，则液柱(或活塞)向Δp值较小的一方移动；若Δp均小于零，意味着两部分气体的压强均减小，则液柱向压强减小量较大的一方(即|Δp|较大的一方)移动；若Δp相等，则液柱不移动．4．如果液柱(或活塞)两端的横截面积不相等，则应考虑液柱(或活塞)两端的受力变化(ΔpS)，若Δp均大于零，则液柱向ΔpS小的一方移动；若Δp均小于零，则液柱向|ΔpS|大的一方移动；若ΔpS相等，则液柱不移动．即时应用(即时突破，小试牛刀)4．(2011年泰安高二检测)如图2－3－6所示，A、B两容器的容积相等，用粗细均匀的细玻璃管相连，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0℃，B中气体的温度为20℃，如果将它们的温度都降低了10℃，则水银柱将(

)图2－3－6A．向A移动B．向B移动C．不动D．不能确定课堂互动讲练类型一压强的计算

有一段12cm长的水银柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30°的光滑斜面上，在下滑过程中被封闭气体的压强为(大气压强p0＝76cmHg)(

)A．76cmHg

B．82cmHgC．88cmHgD．70cmHg例1【精讲精析】水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件来处理．水银柱的受力分析如图2－3－7所示，因玻璃管和水银柱组图2－3－7成系统的加速度a＝gsin30°，所以对水银柱由牛顿第二定律得：p0S＋Mgsin30°－pS＝Ma，故p＝p0.【答案】

A【方法总结】

封闭气体压强的求解技巧：(1)气体自身重力产生的压强很小，一般忽略不计．(2)压强是联系气体和受力分析的桥梁．(3)液体产生的压强也可以用cmHg(或用液柱高度ph)表示，等式两边单位统一即可，没有必要换算成国际单位．

农村常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图2－3－8所示，A的容积为7.5L，装入药液后，药液上方体积为1.5L，关闭阀门K，用打气筒B每次打进105Pa的空气250cm3.求：图2－3－8例2类型二玻意耳定律的应用(1)要使药液上方气体的压强为4×105Pa，打气筒活塞应打几次？(2)当A中有4×105Pa的空气后，打开阀门K可喷射药液，直到不能喷射时，喷雾器剩余多少体积的药液．【思路点拨】向喷雾器容器A中打气，是一个等温压缩过程．按实际情况，在A中装入药液后，药液上方必须留有空间，而已知有105Pa的空气1.5L，把这部分空气和历次打入的空气一起作为研究对象，变质量问题便转化成了定质量问题．向A中打入空气后，打开阀门K喷射药液，A中空气则经历了一个等温膨账过程，根据两过程中气体的初、末状态量，运用玻意耳定律，便可顺利求解本题．【答案】

(1)18次(2)1.5L【方法总结】保证气体质量不变，合理选择研究对象是解答本题的关键．本题应正确分析研究对象的初、末状态及对象的变化特点，分析各量之间的制约关系，正确应用相应规律列方程．例3类型三查理定律的应用图2－3－9【思路点拨】汽缸在直立前后，缸内的气体体积不变，对活塞受力分析，由力的平衡条件可以求出气体初末状态的压强，从而由查理定律求得缸内气体升高的温度．图2－3－10图2－3－11【答案】

7℃【方法总结】明确研究对象，确认体积不变，选好初末状态，正确确定压强是正确运用查理定律的关键．如图2－3－12所示，汽缸A中封闭有一定质量的气体，活塞B与A的接触是光滑且不漏气的，B上放一重物C，B与C的总重为G，大气压为p0.当汽缸内气体温度是20℃时，活塞与汽缸底部距离为h1；求当汽缸内气体温度是100℃时，活塞与汽缸底部的距离是多少？图2－3