《氣體實(shí)驗(yàn)定律(Ⅱ)》課件5.ppt

1、第八節(jié)氣體實(shí)驗(yàn)定律(),固體、液體和氣體,1通過實(shí)驗(yàn)，理解查理定律和蓋呂薩克定律 2知道理想氣體模型，能用分子運(yùn)動(dòng)論和統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)解釋氣體實(shí)驗(yàn)定律 3掌握氣體實(shí)驗(yàn)定律的簡單應(yīng)用,前面我們學(xué)習(xí)了玻意耳定律：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)和體積成反比那么，一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)隨溫度怎樣變化呢？滴液瓶中裝有干燥的空氣，用涂有少量潤滑油的橡皮塞蓋住瓶口，把瓶子放入熱水中，會(huì)看到塞子飛出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子時(shí)會(huì)比平時(shí)費(fèi)力，為什么？,1氣體在_不變的狀態(tài)下，發(fā)生的變化叫做等容變化； 2_質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，_與_成正比；則有p_或 _.此關(guān)系為查理定

2、律在PT圖上，等容過程的圖線是一條_ 3氣體在_不變的狀態(tài)下，發(fā)生的變化叫做等壓變化,體積,一定 壓強(qiáng),熱力學(xué)溫度 CT,過原點(diǎn)的直線,壓強(qiáng),4_質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積與_成_比；則有V_或 _.此關(guān)系為蓋呂薩克定律在VT圖上，等壓過程的圖線是一條_ 5理想氣體：實(shí)驗(yàn)表明，在壓強(qiáng)不太大，溫度不太低的條件下，不論什么氣體都近似符合氣體實(shí)驗(yàn)定律，為了研究方便，我們可以設(shè)想有一種嚴(yán)格遵守_的氣體，這樣的氣體稱為理想氣體，理想氣體實(shí)際上是不存在的，它是對實(shí)際氣體的一種理想化的簡化模型,熱力學(xué)溫度 正 CT,一定,過原點(diǎn)的直線,三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律,6氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋 (1)對玻意耳定律

3、的解釋：從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看，一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能一定，氣體的體積減小，分子的密集程度增大，氣體的壓強(qiáng)增大；反之，氣體體積增大，分子密集程度減小，氣體壓強(qiáng)減小 (2)對查理定律的解釋：從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看，一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變而溫度升高時(shí)，分子的密集程度不變，分子的平均動(dòng)能增大，因而氣體的壓強(qiáng)增大，溫度降低時(shí)，情況恰好相反,(3)對蓋呂薩克定律的解釋：一定質(zhì)量的氣體溫度升高時(shí)，要保持壓強(qiáng)不變，那就只能讓氣體體積增大才行，這時(shí)，一方面由于溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，分子對器壁單位時(shí)間內(nèi)單位面積上的作用力增大，壓強(qiáng)有增大的傾向，另一方面，由于體積的增大，

4、分子的密集程度減小，單位時(shí)間內(nèi)分子對單位面積的碰撞次數(shù)減小，使壓強(qiáng)有減小的傾向，這兩種傾向抵消，所以壓強(qiáng)保持不變,查理定律的應(yīng)用,一定質(zhì)量氣體在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)和溫度的關(guān)系是由法國科學(xué)家查理通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，叫做查理定律 一定質(zhì)量的某種氣體，在體積V不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比，即,這一定律適用于體積不變，溫度不太低，壓強(qiáng)不太大的情況 注意：(1)在具體題目中一定要注意壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比，而與攝氏溫度不成正比，因此應(yīng)注意溫度的計(jì)算,燈泡內(nèi)充有氮?dú)寤旌蠚怏w，如果要使燈泡內(nèi)的混合氣體在500時(shí)的壓強(qiáng)不超過1個(gè)大氣壓，在20下充氣，則燈泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)至多能充到多少？,解析：以燈泡內(nèi)

5、的氣體為研究對象，溫度升高時(shí)體積不變 初態(tài)：溫度T1(27320)K293 K 末態(tài)：溫度T2(273500)K773 K，壓強(qiáng)p21 atm 由查理定律 .解得P10.38 atm. 答案：0.38 atm,課堂訓(xùn)練,1. （2012全國新課標(biāo)）如圖，由U型管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0 的水槽中，B的容積是A的3倍.閥門S將A和B兩部分隔開.A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體.U型管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm.打開閥門S，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，U型管內(nèi)左右水銀柱高度相等.假設(shè)U型管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積.,（1）求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)（以mmHg為單位）； （2）將

6、右側(cè)水槽的水從0 加熱到一定溫度時(shí)，U型管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60 mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫.,解析：（1）在打開閥門S前，兩水槽水溫均為T0=273K.設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為VB，玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為pC，依題意有 p1=pC+p 式中p=60 mmHg，打開閥門S后，兩水槽水溫仍為T0，設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為pB， 依題意，有 pB=pC 玻璃泡A和B中氣體的體積為 V2=VA+VB ,根據(jù)玻意耳定律得 p1VB=pBV2 聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得 （2）當(dāng)右側(cè)水槽的水溫加熱至T時(shí)，U型管左右水銀柱高度差為p.玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為 pC=pB+p 玻璃泡C中的氣體

7、體積不變，根據(jù)查理定理得 ,聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得 T=364K. 答案：（1）180 mmHg（2）364 K,蓋呂薩克定律的應(yīng)用,體積為V100 cm3的空心球帶有一根有刻度的均勻長管，管上共有N101個(gè)刻度，設(shè)長管與球連接處為第一個(gè)刻度，以后順序往上排列，相鄰兩刻度間管的體積為0.2 cm3，水銀液滴將球內(nèi)空氣與大氣隔開，如右圖所示當(dāng)溫度t5 時(shí)，水銀液滴在刻度為N21的地方. 那么在此大氣壓下，能否用它測量溫度？說明理由，若能，求出測量范圍不計(jì)熱膨脹.,解析：因管口與大氣相通，所以球殼內(nèi)氣體的體積隨溫度的升高而膨脹，氣體做等壓變化， 根據(jù)蓋呂薩克定律 溫度的增加與體積的增加成正比，所

8、以可用來測量溫度 當(dāng)t5 時(shí)：T0(2735) K278 K，V0(100200.2) cm3104 cm3,當(dāng)N1時(shí)：T1267.3V1100 cm3 當(dāng)N101時(shí)：T2320.8V2(1001000.2)cm3120 cm3 T1t1273 K，T2t2273 K，t15.7 ，t247.8 . 答案：5.7 47.8 ,課堂訓(xùn)練,2.（2012上海卷）右圖為 “研究一定質(zhì)量氣體在壓強(qiáng)不變的條件下，體積變化與溫度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A臂插入燒瓶，B臂與玻璃管C下部用橡膠管連接，C管開口向上，一定質(zhì)量的氣體被封閉于燒瓶內(nèi).開始時(shí)，B、C內(nèi)的水銀面等高. （1）若氣

9、體溫度升高，為使瓶 內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變，應(yīng)將C管_ （填“向上”或“向下”）移動(dòng)，直至 _,（2）（單選）實(shí)驗(yàn)中多次改變氣體溫度，用t表示氣體升高的溫度，用h表示B管內(nèi)水銀面高度的改變量.根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的圖象是 ( ),解析：（2）v與t成正比，v=Sh，S表示B管內(nèi)橫截面積，所以h與t成正比，選項(xiàng)A正確. 答案：（1）向下 B、C兩管內(nèi)水銀面等高（2）A,pT 圖象的應(yīng)用,1pT圖象：一定質(zhì)量的某種氣體，在等容過程中氣體壓強(qiáng)p和熱力學(xué)溫度T的圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線，在pT圖象中，比較兩個(gè)狀態(tài)的體積大小，可以用這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率大小來判斷. 如圖所示，且V1V2，即體積越大，斜率越小,

10、2pt圖象：一定質(zhì)量的某種氣體，在等容過程中，壓強(qiáng)p與攝氏溫度t是一次函數(shù)關(guān)系不是簡單的正比例關(guān)系，如圖所示，等容線是一條延長線通過橫軸273.15 的傾斜直線，且斜率越大，體積越小，且V1V2，圖象縱軸的截距p0是氣體在0 時(shí)的壓強(qiáng),(雙選）如圖所示，是一定質(zhì)量的理想氣體的三種變化過程，那么，以下四種解釋中，哪些是正確的(),Aad的過程氣體體積增加 Bbd的過程氣體體積不變 Ccd的過程氣體體積增加 Dad的過程氣體體積減小,解析：在pT圖上的等容線的延長線是過原點(diǎn)的直線，且體積越大，直線的斜率越小由此可見，a狀態(tài)對應(yīng)體積最小，c狀態(tài)對應(yīng)體積最大所以選項(xiàng)A、B正確 答案：AB,課堂訓(xùn)練,3

11、一定質(zhì)量的理想氣體的pt圖象如下圖所示，在氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，體積(),A一定不變 B一定減小 C一定增加 D不能判定怎樣變化,解析：圖中橫坐標(biāo)表示的是攝氏溫度t.若BA的延長線與t軸相交在273 ，則表示A到B過程中體積是不變的但是，由圖中無法作出這樣的判定 答案：D,VT圖象的應(yīng)用,1VT圖象：一定質(zhì)量的某種氣體，在等壓過程中，氣體的體積V和熱力學(xué)溫度T的圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線， 在VT圖象中，比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)大小，可以用這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率大小來判斷，斜率越大，壓強(qiáng)越小如下圖所示，且p1p2，即壓強(qiáng)越大，斜率越小,2Vt圖象：一定質(zhì)量的某種氣體，在等壓過程中，體積V

12、與攝氏溫度t是一次線性函數(shù)，不是簡單的正比例關(guān)系如圖所示，圖象縱軸的截距V0是氣體在0 時(shí)的體積，等壓線是一條延長線通過橫軸上273.15 的傾斜直線，且斜率越大，壓強(qiáng)越小,（雙選）一定質(zhì)量的某種氣體自狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)C變化到狀態(tài)B，如圖所示，在氣體狀態(tài)變化過程中，正確的是() A在過程AC中，氣體的壓強(qiáng)不斷變大 B在過程CB中，氣體的壓強(qiáng)不斷變小 C在狀態(tài)A時(shí)，氣體的壓強(qiáng)最大 D在狀態(tài)B時(shí)，氣體的壓強(qiáng)最大,解析：氣體的AC變化過程是等溫變化，由pVC可知，體積減小，壓強(qiáng)增大，A正確在CB變化過程中，氣體的體積不發(fā)生變化，即為等容變化，由p/TC可知，溫度升高，壓強(qiáng)增大，故B錯(cuò)誤由以上分析可知在A

13、CB過程中氣體的壓強(qiáng)始終增大，所以氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)最大，故C錯(cuò)誤，D正確 答案：AD,課堂訓(xùn)練,4.一定質(zhì)量的氣體作等壓變化時(shí)，其Vt圖象如右圖所示，若保持氣體質(zhì)量不變，而改變氣體的壓強(qiáng)，再讓氣體作等壓變化，則其等壓線與原來相比，下列不可能正確的是() A等壓線與V軸之間夾角變小 B等壓線與V軸之間夾角變大 C等壓線與t軸交點(diǎn)的位置不變 D等壓線與t軸交點(diǎn)的位置一定改變,解析：對于一定質(zhì)量氣體的等壓線，其Vt圖象的延長線一定過273 的點(diǎn)，C正確；由于題目中沒有給定壓強(qiáng)的變化情況，因此A、B都有可能 答案：D,1（雙選)描述一定質(zhì)量的氣體等容變化的A到B過程的圖線是圖中的哪一個(gè)(),解析：

14、等容變化時(shí)，pT圖象為正比例函數(shù)，故A、B錯(cuò)誤；pt圖象為一次線性函數(shù)故C、D正確 答案：CD,2對于一定質(zhì)量的氣體，以下說法正確的是() A氣體作等容變化時(shí)，氣體的壓強(qiáng)和溫度成正比 B氣體作等容變化時(shí)，溫度升高1 ，增加的壓強(qiáng)是原來壓強(qiáng)的1/273 C氣體作等容變化時(shí)，氣體壓強(qiáng)的變化量與溫度的變化量成正比 D由查理定律可知，等容變化中，氣體溫度從t1升高到t2時(shí)，氣體壓強(qiáng)由p1增加到p2，且p2p11(t2t1)/273,3(雙選）一定質(zhì)量的理想氣體在等壓變化中體積增大了1/2，若氣體原來溫度是27 ，則溫度的變化是() A升高到450 K B升高了150 C升高到40.5 D升高了450

15、,4高空實(shí)驗(yàn)火箭起飛前，儀器艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p01 atm，溫度t027 ，在火箭豎直向上飛行的過程中，加速度的大小等于重力加速度g，儀器艙內(nèi)水銀氣壓計(jì)的示數(shù)為p0.6p0，已知儀器艙是密封的，那么，這段過程中艙內(nèi)溫度是() A16.2 B32.4 C360 K D180 K,5溫度計(jì)是生活、生產(chǎn)中常用的測溫裝置如圖為一個(gè)簡單溫度計(jì)，一根裝有一小段有色水柱的細(xì)玻璃管穿過橡皮塞插入燒瓶內(nèi)，封閉一定質(zhì)量的氣體當(dāng)外界溫度發(fā)生變化時(shí)，水柱位置將上下變化已知A、D間的測量范圍為2080 ，A、D間刻度均勻分布由圖可知，A、D及有色水柱下端所示的溫度分別是() A20 、80 、64 B20 、80 、68

16、 C80 、20 、32 D80 、20 、34 ,6如圖所示是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到C的VT圖象，由圖象可知(),ApApB BpCpB CVAVB DTATB,解析：由A到B是等容變化，根據(jù)查理定律 C(恒量)知，TBTA，所以pBpA，故D正確，A、C錯(cuò)誤；由B到C是等壓變化，所以pCpB，故B錯(cuò)誤 答案：D,7一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如下圖所示的一系列過程ab、bc、cd和da，這四段過程在pT圖上都是直線，其中ab的延長線通過坐標(biāo)原點(diǎn)，bc垂直于ab，而cd平行于ab，由圖不能判斷(),Aab過程中氣體體積不斷減小 Bbc過程中氣體體積不斷減小 Ccd過程中氣體體積不斷增大 Dd

17、a過程中氣體體積不斷增大,解析：由于ab的延長線過坐標(biāo)原點(diǎn)，斜率不變，ab過程是等容變化，A錯(cuò)誤；把c、d與O連線，可得兩條等容線，斜率關(guān)系是kockodkab，故bc過程體積減小，cd過程體積增大，da過程體積增大 答案：A,8. （2012重慶卷）右圖為伽利略設(shè)計(jì)的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有一定量的空氣.若玻璃管中水柱上升，則外界大氣的變化可能是 （） A.溫度降低，壓強(qiáng)增大 B.溫度升高，壓強(qiáng)不變 C.溫度升高，壓強(qiáng)減小 D.溫度不變，壓強(qiáng)減小,解析：設(shè)玻璃泡中氣體壓強(qiáng)為P，外界大氣壓為P，則P=P+gh，且玻璃泡中氣體與外界大氣壓溫度相同，液柱上升，氣體體積減小，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程 可知， 變大，即 變大，B、C、D三項(xiàng)均不符合要求，A正確. ,9.上端開口豎直放置的玻璃