高一物理氣體的壓強(qiáng)、體積與溫度的關(guān)系課件(PPT 29頁)

1、一.氣體的狀態(tài)參量 氣體的體積、壓強(qiáng)、溫度氣 體 知 識(shí) 復(fù) 習(xí)氣體分子所能達(dá)到的空間范圍稱為氣體的體積， 用字母V來表示。 國際單位是m3（立方米）2.氣體溫度描述氣體的冷熱程度 是氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志 熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的關(guān)系T=273 + t 第1頁，共29頁。3.容器壁單位面積上所受的氣體壓力叫氣體的壓強(qiáng) 公式: P = F/S國際單位：Pa（帕斯卡）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)：相當(dāng)于76厘米汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng) P0 = gh =13.6 103 9.8 0.76 =1.013105 Pa而1.0105 Pa相當(dāng)于75厘米汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng) 氣體壓強(qiáng)的微觀本質(zhì)是由于氣體內(nèi)大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)容

2、器壁頻繁撞擊的結(jié)果。第2頁，共29頁。二.氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系1.玻意耳定律:一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟體積成反比。 公式: P1V1=P2V2適用條件：壓強(qiáng)不太大（與大氣壓相比）溫度不太低（與室溫相比）。第3頁，共29頁。2.氣體的等溫變化圖象 （1）等溫圖象的特點(diǎn)：等溫線是雙曲線，溫度越高，其等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)。（2）在P1/V圖象中為一條過原點(diǎn)的直線. 斜率大的溫度高.第4頁，共29頁。第六章 氣體定律C. 氣體的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系 體積與溫度的關(guān)系第5頁，共29頁。思考：氣體體積不變時(shí)，其壓強(qiáng)與溫度有什么關(guān)系？為什么夏天自行車車胎的氣不能打得太足？第6頁，共29頁。1

3、.在體積不變時(shí),氣體的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系1）等容變化: 氣體在體積保持不變的情況下,發(fā)生的 狀態(tài)變化叫做等容變化。2）實(shí)驗(yàn)探究： DIS實(shí)驗(yàn)第7頁，共29頁。實(shí)驗(yàn)裝置第8頁，共29頁。實(shí)驗(yàn)過程： 改變水的溫度，測得若干組氣體溫度和壓強(qiáng)的數(shù)據(jù)。下表是用這個(gè)裝置測得的若干組一定質(zhì)量氣體的溫度、壓強(qiáng)的數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)表示氣體處于相應(yīng)的某一狀態(tài)處理這些數(shù)據(jù)就可以確定氣體的壓強(qiáng)跟溫度之間的定量關(guān)系。273第9頁，共29頁。2. 熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系T = 273 + tT = t0 K（-273）是低溫的極限在國際單位制中，用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，叫做熱力學(xué)溫度用符號(hào)T表示它的單位是開爾文，簡稱開，符

4、號(hào)是 K。第10頁，共29頁。第11頁，共29頁。 一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟熱力學(xué)溫度成正比。這個(gè)規(guī)律叫做查理定律。用數(shù)學(xué)公式來表示，就是 p = CT或 p / T = C C的大小決定于氣體的體積、質(zhì)量和氣體種類 1787年法國科學(xué)家查理（17461823）通過實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)所有氣體都遵從以下規(guī)律：第12頁，共29頁。（1）查理定律表達(dá)式設(shè)一定質(zhì)量的某種氣體，由壓強(qiáng)p1、溫度T1的某一狀態(tài)，經(jīng)過等容變化，變到壓強(qiáng)p2、溫度T2的另一狀態(tài)，則有 P0為0 0C時(shí)的壓強(qiáng)pt為t 0C時(shí)的壓強(qiáng)一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度每升高（或降低）1，增加（或減小）的壓

5、強(qiáng)等于它在0時(shí)壓強(qiáng)的1/273。 第13頁，共29頁。點(diǎn)擊 :查理定律的微觀解釋一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，單位體積內(nèi)所含有的分子數(shù)是不變的。當(dāng)溫度升高時(shí)，分子的運(yùn)動(dòng)加劇，分子的平均速率增大。因而，不僅單位時(shí)間內(nèi)分子撞擊器壁的次數(shù)增多，而且每次撞擊器壁的沖力也增大，所以氣體的壓強(qiáng)增大。溫度降低時(shí)，情況恰好相反。第14頁，共29頁。（2）等容圖線（isochore）查理定律表明，壓強(qiáng)是熱力學(xué)溫度的正比例函數(shù)，它的pT圖象是一條傾斜的直線，叫做等容線延長等容線可以看到，當(dāng)p = 0時(shí)，等容線的延長線通過坐標(biāo)原點(diǎn)，這時(shí)的溫度為O KpT0V1V2P/T = C V1 V2斜率越大表示氣體的體

6、積越小第15頁，共29頁。例題精選：在容積不變的容器內(nèi)封裝有一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)它的溫度為27時(shí)，其壓強(qiáng)為4104Pa，那么，當(dāng)它的溫度升高到37時(shí)，它的壓強(qiáng)為多大？解：因?yàn)闅怏w體積不變，故氣體為等容變化。初態(tài)：1 4 104Pa，t1+273=27+273=300K。末態(tài)：未知， t2+273=37+273=310K。 由查理定律可知：T 變形可得： （） 4 104 310/300 4.13104(Pa)第16頁，共29頁。封閉在容器中的氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，下面的哪個(gè)說法是正確的（）（不計(jì)容器的膨脹）密度和壓強(qiáng)均增大； 密度增大，壓強(qiáng)減小；密度不變，壓強(qiáng)增大； 密度增大，壓強(qiáng)不變。C 2一個(gè)

7、密閉容器里的氣體，在時(shí)壓強(qiáng)8104Pa,給容器加熱, 當(dāng)氣體壓強(qiáng)為1.0105Pa時(shí), 則溫度升高到多少攝氏度？68.25練一練第17頁，共29頁。例題：熱水瓶中的熱水沒有灌滿而被蓋緊瓶塞，而且瓶塞的密封程度又很好，當(dāng)經(jīng)過一段時(shí)間后再拉出瓶塞時(shí)會(huì)比較困難。設(shè)灌開水時(shí)水溫為970C，再次想打開瓶塞時(shí)水溫為570C，瓶口的橫截面積為S=10cm2，外界大氣壓為P0=105Pa，試估算再次打開瓶塞時(shí)至少要用多大的向上拉力?（不計(jì)重力）分析：以被封閉在瓶內(nèi)的空氣為研究對(duì)象（不考慮水汽的影響），用查理定律，求出末壓強(qiáng)，根據(jù)內(nèi)外壓力差求出打開瓶塞所須向上的力。第18頁，共29頁。解答：把瓶塞近似看作圓柱體

8、， 其受力圖。手指向上 作用力為F，則F+PS=P0S， P/P0=T/T0，其中T0=370K， T=330K，得出P 再代入數(shù)據(jù)可得：F=11N 第19頁，共29頁。 燒瓶（帶軟木塞），玻璃管，橡皮連接管，水銀壓強(qiáng)計(jì)，溫度計(jì)，盛水容器，冰，冷水，（幾種不同溫度的）熱水。拓展實(shí)驗(yàn)第20頁，共29頁。 調(diào)節(jié)水銀壓強(qiáng)計(jì)的可動(dòng)管A，使B管水銀面始終保持在同一水平面上。改變氣體溫度，得到多次壓強(qiáng)值。實(shí)驗(yàn)方法：第21頁，共29頁。 一只燒瓶上連一根玻璃管，用橡皮管把它跟一個(gè)水銀壓強(qiáng)計(jì)連在一起，從而在燒瓶內(nèi)封住一定質(zhì)量的空氣。上下移動(dòng)壓強(qiáng)計(jì)，使得其中的兩段水銀柱的高度在同一水平面上。標(biāo)記下管水銀柱的高度

9、。實(shí)驗(yàn)步驟一：第22頁，共29頁。 將燒瓶放入純凈冰水混合物中，觀察壓強(qiáng)計(jì)水銀柱的高度變化情況。 瓶中氣溫降低(溫度為T1），B柱上升，A柱下降。瓶中氣體體積減小。 A管下降，使管中水銀柱高度與開始時(shí)相同,保證氣體體積不變.記錄下水銀柱的高度差H1，以得出內(nèi)外氣體壓強(qiáng)之差。實(shí)驗(yàn)步驟二：第23頁，共29頁。將燒瓶放入某一溫度的熱水中（水溫可由溫度計(jì)測出T2），觀察壓強(qiáng)計(jì)中水銀柱的高度變化情況。氣體溫度上升，柱上升，柱下降，瓶內(nèi)氣體體積增大。上提管，仍然使管水銀柱的高度與開始時(shí)相同，保證氣體體積不變。再記錄下管水銀柱高度之差H2，以得出內(nèi)外氣體壓強(qiáng)之差。實(shí)驗(yàn)步驟三：第24頁，共29頁。某住宅四樓一

10、居民家廚房發(fā)生管道煤氣泄漏爆炸事故，爆炸時(shí)廚房溫度從常溫迅速升高到1800，請(qǐng)估算此時(shí)產(chǎn)生的氣體壓強(qiáng)約為多少個(gè)大氣壓？（提示：將煤氣看作理想氣體，在爆炸瞬間近似看做是一等容過程） 7atm 練習(xí)第25頁，共29頁。 在室溫下兩端封閉的均勻的玻璃管水平放置，管內(nèi)空氣被一段水銀柱隔開成為左右兩部分，左邊空氣柱長為右邊空氣柱長度的2倍，如圖8-40所示，現(xiàn)將玻璃管投入80的熱水中，仍保持其水平，那么（ ）A.水銀柱向左移動(dòng)； B.水銀柱向右移動(dòng)C.水銀柱不動(dòng)； D.不能確定 假設(shè)水銀柱不動(dòng)則A、B氣體將作等容變化P= (T*P)/T 因?yàn)镻A=PB，TA=TB ， TA= TB所以 PA= PB 即水銀 柱保持不動(dòng)，選C如果，玻璃管豎直放置則水銀如何移動(dòng)？若A、B兩部分氣體的溫度不同則又如何？第26頁，共29頁。自主活動(dòng)怎樣用玻意耳定律和查理定律推導(dǎo)出一定質(zhì)量的氣體在壓強(qiáng)保持不變的條件下，氣體體積和溫度之間的關(guān)系？第27頁，共29頁。3.蓋呂薩克定律一定質(zhì)量的氣體在壓強(qiáng)不變