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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,2,节气体实验定律,理想气体,状态方程,-,2,-,1,.,气体和气体分子运动的特点,知识梳理,考点自诊,2,.,气体的压强,(1),产生原因,:,由于气体分子无规则的热运动,大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的,压力,。,(2),大小,:,气体的压强在数值上等于气体作用在,单位面积上,的压力,。,公式,:,p,=_,。,(,3),国际单位,:,帕斯卡,符号,:Pa,1 Pa,=,1 N/m,2,。,-,3,-,知识梳理,考点自诊,-,4,-,3,.,气体实验,定律,知识梳理,考点自诊,-,5,-,4,.,理想气体状态方程,(1),理想气体,:,在任何温度、任何,压强,下都遵从气体实验定律的气体。,知识梳理,考点自诊,-,6,-,知识梳理,考点自诊,1,.,判断下列说法正误。,(1),只要能增加气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以升高,(,),(2),若气体的温度逐渐升高,则其压强可以保持不变。,(,),(3),一定质量的理想气体,在温度升高时,气体压强一定增大。,(,),(4),外界压缩气体做功,20 J,气体的内能可能不变。,(,),(5),电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递。,(,),(6),科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机。,(,),(7),对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少,形成能源危机。,(,),(8),空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量,(,),-,7,-,知识梳理,考点自诊,2,.,若已知大气压强为,p,0,在图中各装置均处于静止状态,图中液体密度均为,求被封闭气体的压强。,-,8,-,知识梳理,考点自诊,3,.,如图所示,一端封闭、粗细均匀的,U,形玻璃管开口向上竖直放置,管内用水银将一段气体封闭在管中,当温度为,280 K,时,被封闭的气柱长,L=,22 cm,两边水银柱高度差,h=,16 cm,大气压强,p,0,=,76 cmHg,。,(1),为使左端水银面下降,3 cm,封闭气体温度应变为多少,?,(2),封闭气体的温度重新回到,280 K,后,为使封闭气柱长度变为,20 cm,需向开口端注入的水银柱长度为多少,?,-,9,-,知识梳理,考点自诊,4,.,如图所示,在竖直放置的圆柱形容器内用质量为,m,的活塞密封一部分气体,活塞与容器壁间能无摩擦地滑动,容器的横截面积为,S,将整个装置放在大气压恒为,p,0,的空气中,开始时气体的温度为,T,0,活塞与容器底的距离为,h,0,当气体从外界吸收热量,Q,后,活塞缓慢上升,d,后再次平衡,问,:,(1),外界空气的温度是多少,?,(2),在此过程中的密闭气体的内能增加了多少,?,-,10,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,气体实验定律和理想气体状态方程的应用,1,.,理想气体状态方程与气体实验定律的关系,2,.,几个重要的,推论,-,11,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,典,例,1,(2017,全国卷,),一种测量稀薄气体压强的仪器如图甲所示,玻璃泡,M,的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管,K,1,和,K,2,。,K,1,长为,l,顶端封闭,K,2,上端与待测气体连通,;M,下端经橡皮软管与充有水银的容器,R,连通。开始测量时,M,与,K,2,相通,;,逐渐提升,R,直到,K,2,中水银面与,K,1,顶端等高,此时水银已进入,K,1,且,K,1,中水银面比顶端低,h,如图乙所示。设测量过程中温度、与,K,2,相通的待测气体的压强均保持不变。已知,K,1,和,K,2,的内径均为,d,M,的容积为,V,0,水银的密度为,重力加速度大小为,g,。求,:,-,12,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,(1),待测气体的压强,;,(2),该仪器能够测量的最大压强。,-,13,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,解析,:,(1),水银面上升至,M,的下端使玻璃泡中气体恰好被封住,设此时被封闭的气体的体积为,V,压强等于待测气体的压强,p,。提升,R,直到,K,2,中水银面与,K,1,顶端等高时,K,1,中水银面比顶端低,h,;,设此时封闭气体的压强为,p,1,体积为,V,1,则,由力学平衡条件得,p,1,=p+,gh,整个过程为等温过程,由玻意耳定律得,pV=p,1,V,1,-,14,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,(2),由题意知,h,l,思维点拨,(1),由题意,水银面上升后,求出气体的状态参量,然后由玻意耳定律求出压强的表达式,;(2),根据题意可知,M,的直径不知道,所以当,h=l,时,能准确测量的压强最大,然后代入上式即可求出压强,。,-,15,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,通过该典例,要进一步明确科学思维的方法,明确利用气体实验定律及气体状态方程解决问题的基本思路。,-,16,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,即学即,练,1,.,(,2018,全国卷,),如图,容积为,V,的汽缸由导热材料制成,面积为,S,的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门,K,。开始时,K,关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为,p,0,。现将,K,打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积,为,时,将,K,关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小,了,。,不计活塞的质量和体积,外界温度保持不变,重力加速度大小为,g,。求流入汽缸内液体的质量。,-,17,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,-,18,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,力热综合问题,实际问题中的研究对象除气体外,可以大致分为活塞和液柱,(,粗细均匀,),两类。对于活塞,可以进行受力分析,列运动,(,平衡,),方程。而液柱本身是流体,若出现在连通器里,则同一水平高度液面处压强相等,;,因此对于液柱,既可以按等同于活塞的分析方法,根据运动状态列方程,也可以按液体压强公式,p=,gh,来计算,从而简化分析和计算。,-,19,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,典,例,2,(2017,全国卷,),一热气球体积为,V,内部充有温度为,T,a,的热空气,气球外冷空气的温度为,T,b,。已知空气在,1,个大气压、温度,T,0,时的密度为,0,该气球内、外的气压始终都为,1,个大气压,重力加速度大小为,g,。,(1),求该热气球所受浮力的大小,;,(2),求该热气球内空气所受的重力,;,(3),设充气前热气球的质量为,m,0,求充气后它还能托起的最大质量。,-,20,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,解析,:,(1),设,1,个大气压下质量为,m,的空气在温度为,T,0,时的体积为,V,0,密度为,-,21,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,(2),气球内热空气所受的重力为,G=,(,T,a,),Vg,(3),设该气球还能托起的最大质量为,m,由力的平衡条件得,mg=f-G-m,0,g,联立,式得,-,22,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,思维点拨,此题是热学问题和力学问题的综合题,;,一是知道阿基米德定律,知道温度不同时气体密度不同,;,二是能分析气球的受力情况列出平衡方程,;,三是根据气体实验定律列出相应方程。,通过该类问题的练习,要强化该类问题的科学思维方法,:,1,.,选封闭气体为研究对象,根据过程特征选用气体定律建立方程。,2,.,选物体为研究对象,根据运动状态由平衡条件或牛顿第二定律建立方程。,3,.,气体压强是力学规律和热学规律之间联系的桥梁。,-,23,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,即学即练,2,.,(2018,全国卷,),如图,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口,a,和,b,a,、,b,间距为,h,a,距缸底的高度为,H,;,活塞只能在,a,、,b,间移动,其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为,m,面积为,S,厚度可忽略,;,活塞和汽缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦,开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为,p,0,温度均为,T,0,。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体,直至活塞刚好到达,b,处,求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为,g,。,-,24,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,-,25,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,-,26,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,关联气体的状态变化问题,多个系统相互联系的定质量气体问题,往往以压强建立起系统间的关系,各系统独立进行状态分析,要确定每个研究对象的变化性质,分别应用相应的实验定律,并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联。若活塞可自由移动,一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系。,-,27,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,典,例,3,(2017,全国卷,),如图,容积均为,V,的汽缸,A,、,B,下端有细管,(,容积可忽略,),连通,阀门,K,2,位于细管的中部,A,、,B,的顶部各有一阀门,K,1,、,K,3,;B,中有一可自由滑动的活塞,(,质量、体积均可忽略,),。初始时,三个阀门均打开,活塞在,B,的底部,;,关闭,K,2,、,K,3,通过,K,1,给汽缸充气,使,A,中气体的压强达到大气压,p,0,的,3,倍后关闭,K,1,。已知室温为,27,汽缸导热。,-,28,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,(1),打开,K,2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强,;,(2),接着打开,K,3,求稳定时活塞的位置,;,(3),再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高,20,求此时活塞下方气体的压强。,解析,:,(1),设打开,K,2,后,稳定时活塞上方气体的压强为,p,1,体积为,V,1,。依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得,p,0,V=p,1,V,1,(3,p,0,),V=p,1,(2,V-V,1,),联立,式得,p,1,=,2,p,0,-,29,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,(2),打开,K,3,后,由,式知,活塞必定上升。设在活塞下方气体与,A,中气体的体积之和为,V,2,(,V,2,2,V,),时,活塞下方气体压强为,p,2,。由玻意耳定律得,(3,p,0,),V=p,2,V,2,由,式得,(3),设加热后活塞下方气体的压强为,p,3,气体温度从,T,1,=,300,K,升高到,T,2,=,320,K,的等容过程中,由查理定律得,将有关数据代入,式得,p,3,=,1,.,6,p,0,-,30,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,思维点拨,审题明确,:,一是开始被活塞分开的两部分气体都经历等温过程,可分别根据玻意耳定律列出方程求解,;,二是打开,K,3,后,判断活塞上升还是下降,弄清稳定时的位置,找清两部分之间压强和体积关系,然后根据实验定律列出方程,;,三是再缓慢加热汽缸内气体后,分析活塞下方气体所遵循的定律,即可求解,。,相关联气体问题涉及两部分,(,或两部分以上,),气体,它们之间无气体交换,但在压强或体积这些量间有一定的关系,分析清楚这些关系往往是解决问题的关键。解决相关联问题的一般方法是,:,1,.,分别选取每部分气体为研究对象,确定初、末状态及其状态参量,根据气态方程写出状态参量间的关系式。,2,.,分析相关联气体间的压强或体积之间的关系并写出关系式。,3,.,联立求解并选择物理意义正确的解。,-,31,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,即学即,练,3,.,(2018,全国卷,),在两端封闭、粗细均匀的,U,形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气。当,U,形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为,l,1,=,18,.,0 cm,和,l,2,=,12,.,0 cm,左边气体的压强为,12,.,0 cmHg,。现将,U,形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求,U,形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中,气体温度不变。,-,32,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,答案,:,22,.,5 cm,7,.,5,cm,解析,:,设,U,形管两端竖直朝上时,左、右两边气体的压强分别为,p,1,和,p,2,。,U,形管水平放置时,两边气体压强相等,设为,p,此时原左、右两边气柱长度分别变为,l,1,和,l,2,。由力的平衡条件,有,p,1,=p,2,+,g,(,l,1,-l,2,),式中,为水银密度,g,为重力加速度大小,。,由,玻意耳定律有,p,1,l,1,=pl,1,p,2,l,2,=pl,2,两边气柱长度的变化量大小相等,l,1,-l,1,=l,2,-l,2,由,式和题给条件得,l,1,=,22,.,5,cm,l,2,=,7,.,5,cm,-,33,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,热力学,定律与气体实验定律的综合,应用,一定,质量的理想气体不同图象的比较,-,34,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,-,35,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,典,例,4,(2017,全国卷,),如,图,一定质量的理想气体从状态,a,出发,经过等容过程,ab,到达状态,b,再经过等温过程,bc,到达状态,c,最后经等压过程,ca,回到状态,a,。下列说法正确的是,(,),A,.,在过程,ab,中气体的内能增加,B.,在过程,ca,中外界对气体做功,C.,在过程,ab,中气体对外界做功,D.,在过程,bc,中气体从外界吸收热量,E,.,在过程,ca,中气体从外界吸收热量,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,36,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,思维点拨,本题考查了理想气体的三种特殊状态变化,解题时要分析清楚图象,根据理想气体状态方程与热力学第一定律解题。,-,37,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,即学即练,4,.,(,多选,)(2018,广西桂林模拟,),一定质量的理想气体从状态,a,开始,经历三个过程,ab,、,bc,、,ca,回到原状态,其,V,-,T,图象如图所示,p,a,、,p,b,、,p,c,分别表示状态,a,、,b,、,c,的压强,下列判断正确的是,(,),A,.,过程,ab,中气体一定吸热,B,.p,c,=p,b,p,a,C,.,过程,bc,中分子势能不断增大,D,.,过程,bc,中每一个分子的速率都减小,E,.,过程,ca,中气体吸收的热量等于对外界做的功,答案,解析,解析,关闭,由题图知,该理想气体从,a,到,b,为等容变化,外界对气体做功为零,温度升高,内能增大,根据,U=Q+W,可知气体一定吸热,选项,A,正确,;,从,b,到,c,为等压变化,故,p,c,=p,b,而从,a,到,b,为等容变化,根据查理定律,p=CT,可知温度升高,压强变大,故,p,b,p,a,选项,B,正确,;,理想气体没有分子势能,选项,C,错误,;,从,b,到,c,温度降低,分子的平均动能降低,平均速率减小,但不是每一个分子的速率都减小,选项,D,错误,;,从,c,到,a,气体发生等温变化,内能不变,气体对外界做功,吸收热量,根据,U=Q+W,气体吸收的热量等于对外界做的功,选项,E,正确。,答案,解析,关闭,ABE,-,38,-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,5,.,(,多选,)(2018,辽宁沈阳三模,),如图所示为一定质量的理想气体的,p,-,T,图象,虚线,Ob,为第一象限横纵坐标轴的角平分线,ab,平行于横轴,bc,平行于纵轴,且,ab=bc,ac,与,Ob,交于,d,点,关于气体状态的变化,下列说法正确的是,(,),A.,由状态,a,变化到状态,b,气体内能增加,B.,状态,b,的体积大于状态,d,的体积,C.,由状态,c,变化到状态,b,外界对气体做功等于气体释放的热量,D.,由状态,d,变化到状态,b,气体吸收热量且对外做功,E.,若,aOb=,15,状态,c,的体积是状态,a,的体积的,3,倍,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,dsfdbsy384y982ythb3oibt4oy39y409705923y09y53b2lkboi2y58wy0ehtoibwoify98wy049ywh4b3oiut89u983yf9ivh98y98sv98hv98ys9f698y9v698yv98x98tb98fyd98gyd98h98ds98nt98d8genklgb4klebtlkb5k 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kjfegiu,dsfdbsy384y982ythb3oibt4oy39y409705923y09y53b2lkboi2y58wy0ehtoibwoify98wy049ywh4b3oiut89u983yf9ivh98y98sv98hv98ys9f698y9v698yv98x98tb98fyd98gyd98h98ds98nt98d8gen,56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm,56384866666gjfdghmghm,56384866666gjfdghmghm,56384866666gjfdghmghm,56384866666gjfdghmghm,56384866666gjfdghmghm,56384866666gjfdghmghm,56384866666gjfdghmghm,56384866666gjfdghmghm,56384866666gjfdghmghm,56384866666gjfdghmghm,￥,1111111111111111111111111111111222222222222222222222222222222222222222222222222222222223333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333344444,￥,
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