氣體的狀態(tài)-完整版獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、2.1 氣體的狀態(tài)目標(biāo)定位知道描述氣體的狀態(tài)參量。知道如何測(cè)量大氣的壓強(qiáng)。知道如何研究氣體狀態(tài)變化過(guò)程?；A(chǔ)知識(shí)點(diǎn)溫度溫度是表示物體冷熱程度的物理量。從分子動(dòng)理論的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，溫度是物體內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度的標(biāo)志，溫度越高，物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。初中，宏觀(guān)：表示物體冷熱程度的物理量。高中，微觀(guān)：分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。溫標(biāo)：溫度的表示方法。(我們?cè)诔踔袑W(xué)過(guò)熱力學(xué)溫度和攝氏溫度。)我們學(xué)過(guò)用攝氏溫度表示的溫度：攝氏溫度用符號(hào)t表示，單位是攝氏度，符號(hào)是。具體規(guī)定：在海平面上，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下：冰和水的混合物的溫度規(guī)定為：0水的沸點(diǎn)規(guī)定為：100在國(guó)際單位制中，用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，叫

2、做熱力學(xué)溫度。（熱力學(xué)溫度是國(guó)際單位制中七個(gè)基本量之一。）用符號(hào)T表示，它的單位是開(kāi)爾文，簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)。符號(hào)是K。具體規(guī)定：將-273。15熱力學(xué)溫度的0K，用熱力學(xué)溫度和攝氏溫度表示溫度的間隔是相同的，即物體升高或降低的溫度用開(kāi)爾文和攝氏度表示在數(shù)值上是相同的。熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的數(shù)量關(guān)系是：Tt+273.15 K 體積 一定質(zhì)量的氣體占有某一體積，氣體分子可以自由移動(dòng)，因而氣體總要充滿(mǎn)整個(gè)容器。氣體的體積就是指氣體所充滿(mǎn)的容器的容積。在國(guó)際單位制中，體積用V表示，它的單位是立方米，符號(hào)是：m3。體積的單位還有升、毫升，符號(hào)是：L、mL，它們與立方米的關(guān)系是：1m3=10L(dm3)=106ml

3、(cm3) 壓強(qiáng)（1）氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生原因：氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的。 （氣體對(duì)器壁有壓力。這是氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的。用打氣筒把空氣打到白行車(chē)的車(chē)胎里去，會(huì)把車(chē)胎脹得很硬，就是因?yàn)榭諝鈱?duì)車(chē)胎有壓力而造成的。）（2）氣體作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強(qiáng)。用P表示，在國(guó)際單位制中，壓強(qiáng)的單位是：帕斯卡，符號(hào)是：Pa 。1 Pa=1 Nm標(biāo)準(zhǔn)大氣壓： 1atm=1.013105Pa（1atm=76cmHg=760mmHg）液體壓強(qiáng)的計(jì)算：P=gh （液體的密度，h液體的豎直高度）P= g h=13.61039.80.76=1.013105Pa 例題理解1.關(guān)于熱力學(xué)溫度和攝氏溫度

4、()A熱力學(xué)溫度中的每1 K與攝氏溫度中每1大小相等B熱力學(xué)溫度升高1 K大于攝氏溫度升高1C熱力學(xué)溫度升高1 K小于攝氏溫度升高1D某物體攝氏溫度10，即熱力學(xué)溫度10 K答案 A解析熱力學(xué)溫度和攝氏溫度盡管是不同標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)溫方式，但僅是起點(diǎn)不同，熱力學(xué)溫度中變化1 K與攝氏溫度中變化1是相同的，故A選項(xiàng)正確，B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；攝氏溫度為10的物體，熱力學(xué)溫度為283.15 K，D選項(xiàng)錯(cuò)誤，故選A。2.關(guān)于熱力學(xué)溫度，下列說(shuō)法中正確的是()A33240 KB溫度變化1，也就是溫度變化1 KC攝氏溫度與熱力學(xué)溫度都可能取負(fù)值D溫度由t升至2t，對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了t273 K答案 AB解析 本題

5、主要考查熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系：Tt273 K，由此可知：33240 K，A正確，同時(shí)B正確；D中初態(tài)熱力學(xué)溫度為t273 K，末態(tài)為2t273 K，溫度變化了t，故D錯(cuò)；對(duì)于攝氏溫度，可取負(fù)值的范圍為0273.15 ，因絕對(duì)零度達(dá)不到，故熱力學(xué)溫度不可能取負(fù)值，故C錯(cuò)。3.封閉容器中氣體的壓強(qiáng)()A是由氣體的重力產(chǎn)生的B是由氣體分子間相互作用力(引力和斥力)產(chǎn)生的C是由大量分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的D當(dāng)充滿(mǎn)氣體的容器自由下落時(shí)，由于失重，氣體壓強(qiáng)將減小為零答案 C解析 氣體的壓強(qiáng)是大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)、頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的，氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)不受重力、超重、失重的影響，所以只有C正確。點(diǎn)評(píng)氣體對(duì)器

6、壁的壓強(qiáng)是大量氣體分子對(duì)器壁撞擊的宏觀(guān)表現(xiàn)，是氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。二、大氣壓強(qiáng)的測(cè)量 1.托里拆利實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介 托里拆利實(shí)驗(yàn)器，水銀，1米以上的長(zhǎng)玻璃管(或兩根玻璃管中間用橡皮管連接)，水槽(燒杯)。 1643年6月20日，意大利科學(xué)家托里拆利首先進(jìn)行了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，故名托里拆利實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的大小為約760mm汞柱或10.3m水柱。2.實(shí)驗(yàn)的原理玻璃管內(nèi)沒(méi)有空氣 ，隨著汞柱的下降， 管內(nèi)汞的上方形成真空，管外汞面受到大氣壓強(qiáng) ，大氣壓支撐管內(nèi)的水銀 。3. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與方法 （1）一只手握住玻璃管中部，在管內(nèi)灌滿(mǎn)水銀，排除空氣，用另一只手的食指緊緊堵住玻璃管開(kāi)口端把玻璃管小心地倒

7、插在盛有水銀的槽里待開(kāi)口端全部浸入水銀槽內(nèi)時(shí)放開(kāi)手指，將管子豎直固定當(dāng)管內(nèi)外汞液液面的高度差約為760mm時(shí)，它就停止下降，讀出水銀柱的豎直高度。 （2）逐漸傾斜玻璃管，管內(nèi)水銀柱的豎直高度不變。 （3）繼續(xù)傾斜玻璃管，當(dāng)傾斜到一定程度，管內(nèi)充滿(mǎn)水銀，說(shuō)明管內(nèi)確實(shí)沒(méi)有空氣，而管外液面上受到的大氣壓強(qiáng)，正是大氣壓強(qiáng)支持著管內(nèi)760mm高的汞柱，也就是大氣壓跟760mm高的汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等。（ 4）用內(nèi)徑不同的玻璃管和長(zhǎng)短不同的玻璃管重做這個(gè)實(shí)驗(yàn)（或同時(shí)做，把它們并列在一起對(duì)比），可以發(fā)現(xiàn)水銀柱的豎直高度不變。說(shuō)明大氣壓強(qiáng)與玻璃管的粗細(xì)、長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。 （5）將長(zhǎng)玻璃管一端用橡皮塞塞緊封閉，往管中注

8、滿(mǎn)紅色水，用手指堵住另一端，把玻璃管倒插在水中，松開(kāi)手指。觀(guān)察現(xiàn)象并提問(wèn)學(xué)生：“如把頂端橡皮塞拔去，在外部大氣壓強(qiáng)作用下，水柱會(huì)不會(huì)從管頂噴出？”然后演示驗(yàn)證，從而消除一些片面認(rèn)識(shí)，加深理解。 （6）通常人們把高760毫米汞柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，作為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓符號(hào)為1atm（atm為壓強(qiáng)的非法定單位），1atm的值約為1.013105Pa。如圖：是根據(jù)托里拆利實(shí)驗(yàn)原理，制成的槽式氣壓計(jì)及其結(jié)構(gòu)圖：4.用槽式氣壓計(jì)方便地測(cè)出大氣壓強(qiáng)使用時(shí)，調(diào)節(jié)其下端螺旋，使水銀面恰好接觸象牙針尖，移動(dòng)附在刻度尺上的游標(biāo)就可以準(zhǔn)確讀出大氣壓強(qiáng)值。三、3. 狀態(tài)變化過(guò)程可分為等溫過(guò)程，等容過(guò)程，等壓過(guò)程。我們以等溫過(guò)

9、程（玻意耳定律）簡(jiǎn)單介紹一下。等溫過(guò)程是熱力學(xué)過(guò)程的一種，即是指熱力學(xué)系統(tǒng)在恒定溫度下發(fā)生的各種物理或化學(xué)過(guò)程。在整個(gè)等溫過(guò)程中，熱量的傳遞使系統(tǒng)與其外界處于熱平衡狀態(tài)。等溫過(guò)程例如，與恒溫箱接觸的一個(gè)氣筒，可用一活塞對(duì)它緩慢地壓縮，所做的功表現(xiàn)為流進(jìn)容器內(nèi)使氣體的溫度保持不變的能量。蓄電池在室溫下緩慢充電和放電，都是近似的等溫過(guò)程。又如，在101.325kpa，273.15K下冰的熔化成水是等溫，恒壓的可逆相變過(guò)程。對(duì)一定質(zhì)量理想氣體等溫可逆過(guò)程的特征是氣體壓強(qiáng)P和體積V的乘積不變，PV=恒量。理想氣體的內(nèi)能僅僅是溫度的函數(shù)，所以過(guò)程中內(nèi)能不變。四、【例1】如圖所示，U形管內(nèi)用水銀柱封閉兩段

10、氣體A、B，已知大氣壓p0為76厘米汞柱。試求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)。【解析】對(duì)B段空氣柱分析可知pB=pC。又 所以 對(duì)A段空氣柱，可在D處選一液片，該液片兩側(cè)的壓強(qiáng)分布如圖所示所以有 解得 答案：81 cmHg 86 cmHg【例2】如圖所示，在溫度不變的情況下，把一根長(zhǎng)為100 cm，上端封閉的玻璃管豎直插入水銀槽中，插入后管口到槽內(nèi)水銀面的距離是管長(zhǎng)的一半，若大氣壓為75 cmHg，求水銀進(jìn)入管內(nèi)的長(zhǎng)度?！窘馕觥垦芯坎ＡЧ軆?nèi)被封閉的空氣柱。初態(tài)：玻璃管未插入水銀槽之前，p1=p0=75 cmHg；V1=LS=100S末態(tài)：玻璃管插入水銀槽后，設(shè)管內(nèi)外水銀面高度差為h，則p2=p0+h=75+hV2=L-（ -h）S=100-（50-h）S=（50+h）S根據(jù)玻意耳定律p1V1=p2V2得 75100S=（75+h）（50+h）S即h2+12