氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用

關(guān)于氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用(一)、復(fù)習(xí)回顧：（1）利用理想氣體實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程解題的基本步驟有那些？（2）有關(guān)理想氣體問題審題的技巧是什么？第2頁,共20頁，2024年2月25日，星期天前一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了有關(guān)氣體的變質(zhì)量問題，掌握了研究對(duì)象的選取技巧及解題的基本思路及步驟。而有關(guān)理想氣體實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程高考考察的基本題型常見的有兩種，一是單體多過程（即研究對(duì)象只有一部分氣體，狀態(tài)變化常有幾個(gè)過程）；二是多體多過程（即研究對(duì)象是兩部分或多部分氣體，氣體的狀態(tài)變化常是一個(gè)或多個(gè)過程）。本節(jié)課以單體多過程的典例為載體，進(jìn)一步探究如何利用理想氣體的實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程解決氣體問題的基本步驟及思路來尋找解題思路及突破口，并掌握找到解題突破口后如何規(guī)范最簡表達(dá)？第3頁,共20頁，2024年2月25日，星期天（1）、掌握用理想氣體實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程解決氣體問題的基本步驟來尋找解題的思路及解題的突破口（2）、完成利用理想氣體狀態(tài)方程解決氣體問題的基本步驟到基本思想方法的轉(zhuǎn)變本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)：第4頁,共20頁，2024年2月25日，星期天典例：如圖，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開口處開關(guān)K關(guān)閉，A側(cè)空氣柱的長度為?1=10.0cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)1=3.0cm?，F(xiàn)將開關(guān)K打開，從U形管中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差h2=10.0cm時(shí)將開關(guān)K閉合。已知大氣壓強(qiáng)P0=75.0cmHg。（1）求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的高度?2；（2）此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度，求注入的水銀在管內(nèi)的高度△h。第5頁,共20頁，2024年2月25日，星期天【定向?qū)W(xué)，分組討論，合作探究】通過分組討論以下問題來理解題意，從而體會(huì)如何尋找的解題的思路及突破口

1、通過讀題等效翻譯獲得的解題信息有哪些？

2、本題的研究對(duì)象是一部分氣體還是多部分氣體？3、如何尋找解決第一問的解題思路？即如何找到解題的難點(diǎn)和突破方法？

4、解決本題第二問時(shí)可確定的氣體的初態(tài)有幾個(gè)？最有助于解題的初態(tài)是那一個(gè)？

5、解決本題第二問時(shí)的難點(diǎn)是什么？如何突破？第6頁,共20頁，2024年2月25日，星期天典例：如圖，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開口處開關(guān)K關(guān)閉，A側(cè)空氣柱的長度為?1=10.0cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)1=3.0cm?，F(xiàn)將開關(guān)K打開，從U形管中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差h2=10.0cm時(shí)將開關(guān)K閉合。已知大氣壓強(qiáng)P0=75.0cmHg。（1）求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的高度?2；（2）此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度，求注入的水銀在管內(nèi)的高度△h。第7頁,共20頁，2024年2月25日，星期天【定向?qū)W(xué)，分組討論，合作探究】通過分組討論探究以下問題來解題，從而體會(huì)如何尋找的解題的思路及突破口

1、通過讀題等效翻譯獲得的解題信息有哪些？

2、本題的研究對(duì)象是一部分氣體還是多部分氣體？3、如何尋找解決第一問的解題思路？即如何找到解題的難點(diǎn)和突破方法？

4、解決本題第二問時(shí)可確定的氣體的初態(tài)有幾個(gè)？最有助于解題的初態(tài)是那一個(gè)？

5、解決本題第二問時(shí)的難點(diǎn)是什么？如何突破？第8頁,共20頁，2024年2月25日，星期天規(guī)范有序的最簡表達(dá)過程（讓學(xué)生描述）

以A側(cè)的封閉氣體為研究對(duì)象，cmHg為壓強(qiáng)的單位，設(shè)U形管的橫截面積為S則，封閉氣體體積用LS表示第9頁,共20頁，2024年2月25日，星期天歸納總結(jié)解決氣體問題的基本思路和方法：第一步：讀題等效翻譯，提取解題所用的物理信息。（氣體問題就是將題目所給的文字信息或圖像向描述氣體狀態(tài)的三個(gè)狀態(tài)參量p、V、T轉(zhuǎn)化）第二步：選取一定質(zhì)量的封閉氣體為研究對(duì)象，寫出研究過程（氣體狀態(tài)發(fā)生變化的過程）初、末狀態(tài)的三個(gè)狀態(tài)參量，在此期間尋找解題的難點(diǎn)和突破口第三步：根據(jù)氣體狀態(tài)變化的特點(diǎn)，選取合適的氣體實(shí)驗(yàn)定律或狀態(tài)方程解題第四步：對(duì)所求結(jié)果進(jìn)行討論，看是否與實(shí)際情況相符。第10頁,共20頁，2024年2月25日，星期天解題感悟及技巧沉淀：求解諸如體積、橫截面積及長度等幾何參量時(shí)，突破難點(diǎn)的技巧是：根據(jù)題意經(jīng)過簡單判斷或列幾何參量方程計(jì)算畫出符合題意的幾何示意圖。第11頁,共20頁，2024年2月25日，星期天

如圖所示，兩端開口的U形玻璃管兩邊粗細(xì)不同，粗管橫截面積是細(xì)管的2倍．管中裝入水銀，兩管中水銀面與管口距離均為12cm，大氣壓強(qiáng)為p0＝75cmHg.現(xiàn)將粗管管口封閉，然后將細(xì)管管口用一活塞封閉并將活塞緩慢推入管中，直至兩管中水銀面高度差達(dá)6cm為止，求活塞下移的距離(假設(shè)環(huán)境溫度不變)．【變式測(cè)評(píng)拓展提高】第12頁,共20頁，2024年2月25日，星期天通過讀題等效翻譯獲得的解題信息有（1）由如圖的U形管可以想起確定封閉氣體壓強(qiáng)的方法為

。（2）將粗管管口封閉說明粗管的封閉氣體可以作為

。（3）將細(xì)管管口用一活塞封閉說明細(xì)管內(nèi)的封閉氣體也可以作為

。（4）由兩管中水銀面與管口距離均為12cm可以確定粗、細(xì)管內(nèi)封閉氣體的

。（5）由兩管中水銀面高度差達(dá)6cm可以通過畫圖確定末態(tài)兩管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)關(guān)系。（6）由將活塞緩慢推入細(xì)管中過程可以確定細(xì)管內(nèi)封閉氣體的體積

，壓強(qiáng)

。連通器等液面法研究對(duì)象研究對(duì)象體積減小增大第13頁,共20頁，2024年2月25日，星期天第14頁,共20頁，2024年2月25日，星期天（三）、歸納總結(jié)，拓展提高：（1）掌握解決氣體問題的基本步驟是解決一切氣體問題基本思想和方法（2）利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程解題的一般步驟程序化的探究解題的難點(diǎn)和突破口（3）解題難點(diǎn)是確定狀態(tài)變化前后封閉氣體的壓強(qiáng)和體積，突破方法是通過壓強(qiáng)和體積變化的相互判斷，畫出符合題意的幾何意圖來解題。七、布置作業(yè)：1.必做作業(yè)：印發(fā)的習(xí)題2.選做作業(yè)：2014及2015年全國2卷熱學(xué)計(jì)算題第15頁,共20頁，2024年2月25日，星期天

謝謝指導(dǎo)！第16頁,共20頁，2024年2月25日，星期天三確定封閉氣體壓強(qiáng)的方法最本質(zhì)的依據(jù)原理法：受力分析列狀態(tài)方程法依據(jù)原理：因壓強(qiáng)是力學(xué)參量（由壓強(qiáng)可以求力反過來由力可以求壓強(qiáng)），再根據(jù)封閉氣體內(nèi)部壓強(qiáng)處處相等，選與氣體接觸（或封閉氣體）的物體（液柱、液體薄片或活塞）為研究對(duì)象受力分析，根據(jù)狀態(tài)列方程。受力分析時(shí)要特注：1、選封閉氣體壓力的受力物體為研究對(duì)象，究竟選容器還是封閉氣體的物體由題目的已知條件來決定。2、根據(jù)壓強(qiáng)的定義，不管封閉氣體的接觸面及容器表面形狀如何，壓力的方向總是跟容器表面或接觸面垂直。3、重力G=mg=ρvg=ρhSg=ρghS由本質(zhì)原理而衍生出來的方法常見的有：連通器等液面法參考液片法力平衡法第17頁,共20頁，2024年2月25日，星期天3．連通器等壓面法：根據(jù)同種液體（中間液體不間斷無氣泡）在同一水平液面上壓強(qiáng)相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面．由兩側(cè)壓強(qiáng)大小相等列方程求解壓強(qiáng)．例如圖中，同一液面C、D處壓強(qiáng)相等pA＝p0＋ph第18頁,共20頁，2024年2月25日，星期天(一)、復(fù)習(xí)回顧：（1）理想氣體的三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律及表達(dá)式如何？研究對(duì)象是什么？（