2023学年完整公开课版气体的状态

2.1气体的状态课标定位学习目标：1.理解气体的状态和状态参量的意义，会进行热力学温度跟摄氏温度之间的换算。2．会计算气体的压强，知道压强的不同单位，必要时会进行换算。重点难点：气体压强的计算及气体状态的描述。一、描述气体状态的状态参量1．在物理学中，可以用温度T、体积V、_______来描述一定质量气体的宏观状态，这三个物理量叫做气体的状态参量。2．在国际单位制中，用热力学温标表示的温度，叫做_______温度。用符号T表示，它的单位是_______，简称____，符号是____。它与摄氏温度的关系是T＝__________。压强p热力学开尔文开Kt＋273.153．体积：气体的体积是指气体分子能达到的空间。在国际单位制中，其单位是________，符号m3。体积的单位还有升(L)、毫升(mL)。1L＝10－3m3,1mL＝10－6m3。4．压强：气体作用在器壁单位面积上的压力叫_______。在国际单位制中，压强的单位是帕，符号Pa.1Pa＝1N/m2，常用的单位还有标准大气压(atm)，1atm＝1。01×105Pa＝76cmHg。立方米压强1.利用托里拆利装置测量

例1在做托里拆利实验时，测得水银柱的竖直高度是76cm，真空部分长度为24cm，则下列说法中正确的是（）A．若改用一根2m长的管子做实验，则真空部分长度为48cmB．若用一根粗细不均匀的管子做实验，则水银柱高度不再是76cmC．若将管子倾斜放置，那么液柱的高度将大于76cmD．若用别的液体代替水银，那么液柱的高度将不再是76cm

解析：在托里拆利实验中，由于水银柱的竖直高度为76cm，则当地的大气压强就是76cm高水银柱产生的压强。A中玻璃管长度变了，但大气压强托起的水银高度是不变的，故水银柱的高仍是76cm，那么真空柱的长度就是200cm－76cm=124cm；B中液体产生的压强只与液体的密度、深度有关，而与底面积无关，所以粗细是否均匀，不会影响到水银柱的高度；C中将管子倾斜，由于大气压托起水银柱的高度是指其竖直高度，要保证竖直高度仍是76cm，则水银柱在管中会上升，如图1所示；D中若用别的液体取代水银，由于液体的压强与密度有关，所以液柱的高度也将发生变化。故D是正确的。2.用槽式气压计测量大气压

如图：根据托里拆利实验原理，制成的槽式气压计。

用槽式气压计可以方便地测出大气压强使用时，调节其下端螺旋，使水银面恰好接触象牙针尖，移动附在刻度尺上的游标就可以准确读出大气压强值。

三、怎样研究气体的状态变化一定质量的理想气体，如果其状态参量中有两个或者三个发生了变化，我们就说气体的状态发生了变化，只有一个参量发生变化而其他参量不变的情形是不会发生的。1．在物理学上，忽略分子本身体积和分子间_____

_____的气体叫做理想气体。实验指出，当温度________，压强_______时，所有的气体都可以看做理想气体。相互作用不太低不太大2．在研究气体的状态变化时

，我们采用了_________法，即先保持一个参量不变，研究其他两个参量之间的关系，进而确定三个参量的变化规律。3．使一定质量的气体在温度保持不变的情况下发生的状态变化过程，叫做______过程，相应地，还有等容过程和等压过程。控制变量等温气体压强的计算1.静止或匀速运动系统中压强的计算方法图2－1－2(1)参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等。进而求得气体压强。例如，图2－1－2中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A，在其最低处取一液片B，由其两侧受力平衡可知(pA＋ph0)S＝(p0＋ph＋ph0)S。即pA＝p0＋ph。(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。(3)连通器原理：在连通器中，同一种液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强相等，如图2－1－2中同一液面C、D处压强相等pA＝p0＋ph。2．容器加速运动时封闭气体压强的计算当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱、汽缸或活塞为研究对象进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭的压强。如图2－1－3所示,当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱有：图2－1－3即时应用

(即时突破，小试牛刀)1.如图2－1－4所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M，不计圆板与容器内壁的摩擦。若大气压强为p0,则被圆板封闭在容器中的气体压强等于(

)图2－1－4

在竖直放置的U形管内由密度为ρ的两部分液体封闭着两段空气柱。大气压强为p0，各部分尺寸如图2－1－5所示。求A、B气体的压强。图2－1－5气体压强的求解【精讲精析】法一：平衡法。选与气体接触的液柱为研究对象。进行受力分析，利用平衡条件求解。求pA：取液柱h1为研究对象，设管横截面积为S，大气压力和液柱重力方向向下，A气体产生的压力方向向上，液柱h1静止，则p0S＋ρgh1S＝pAS，pA＝p0＋ρgh1。求pB：取液柱h2为研究对象，由于h2的下端以下液体的对称性，下端液体产生的压强可以不予考虑，A气体压强由液体传递后对h2的压力方向向上，B气体压力、液体h2重力方向向下，液柱受力平衡，则pBS＋ρgh2S＝pAS，得pB＝p0＋ρgh1－ρgh2。法二：取等压面法。根据同种液体在同一液面处压强相等，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。求pB时从A气体下端选取等压面，则有pB＋ρgh2＝pA＝p0＋ρgh1，所以pA＝p0＋ρgh1