金榜夺冠物理第十二章第二单元第3课时.ppt

第二单元固体 液体与气体第3课时气体的性质 选修3 3第十二章热学 基础回顾 1 温度 T或t 1 两种意义 宏观上表示物体的 微观上标志着物体内分子热运动 2 两种温标的换算关系 T t K 但 T 答案 1 1 冷与热平均动能的大与小 2 273 t 2 体积 V 1 气体分子所占据的空间 也就是气体所充满的容器的 分子间相互作用力很弱 气体很容易被压缩 2 单位换算关系 1m3 103L 或dm3 106mL 或cm3 3 压强 p 1 气体作用在器壁单位面积上的 数值上等于单位时间内器壁单位面积上受到气体分子的总冲量 2 单位换算关系 1atm 760mmHg 1 013 105Pa 答案 2 1 容积3 1 压力 要点深化 1 气体压强是怎样产生的 与大气压有什么区别 1 产生原因 大量气体分子做无规则运动 频繁碰撞器壁或相互碰撞产生的 压强大小是由两个因素决定 气体分子的平均动能和单位体积内的分子数 分子数密度 温度越高 气体分子撞击器壁表面的速度越大 它产生的压强越大 单位时间撞击器壁的分子数目越多 器壁表面上所受的压强就越大 压力方向垂直于器壁表面 2 大气压强是由于空气受到重力而产生的 由于地球引力作用的原因 大气层的分子密度上方小下方大 从而使得大气压强的值随高度增大而减小 而容器里的气压则因气体密度小而不计因重力而产生的压强 2 密闭容器中的气体压强的计算方法应转变对象 由热 力 1 连通器原理 在连通器中同一种液体 中间液体不间断 的同一液面上压强是相等的 2 求由液体封闭的气体的压强 应选择最低液面列压强平衡方程 3 求由固体封闭的气体的压强 应对此固体进行受力分析 列平衡方程 4 当容器加速运动时 要恰当选择研究对象 进行受力分析 然后根据牛顿第二定律列式求出被封闭气体的压强 受力分析时 要特别注意分析内外气体的压力 各量单位最好化成国际单位 基础回顾 1 气体的等温变化 玻意耳定律 1 温度不变时 一定质量的气体的压强跟体积成 这个规律叫做玻意耳定律 2 数学表达式为 或 答案 1 1 反比 2 p1V1 p2V2 2 气体的等容变化 查理定律 1 在体积不变时 一定质量的气体的压强与热力学温度成 这个规律叫做查理定律 2 数学表达式为 3 气体的等压变化 盖 吕萨克定律 1 在压强不变时 一定质量的气体的体积与热力学温度成 这个规律叫做盖 吕萨克定律 2 数学表达式为 答案 2 1 正比 2 3 1 正比 2 要点深化 1 理想气体的理解理想气体是一种科学抽象 是一种理想化的模型 实际上并不存在 但在温度不太低 压强不太大的情况下 许多实际气体都可看作理想气体 理想气体都遵守气体实验定律 理想气体分子的大小和分子间的平均距离相比可忽略不计 在分子运动过程中 除碰撞外 无相互作用力 没有分子势能 分子均可看作弹性小球 碰撞为弹性碰撞 2 气体状态变化图象的理解 1 饱和蒸汽密闭容器里的液体 在进行汽化的同时还进行着相反的过程 液面上方的蒸汽分子 在不停地无规则的热运动中 会有一部分返回到液体里 随着液体的不断蒸发 液体上蒸汽的密度会逐渐增大 相应地回到液体中的分子数也要增多 最后 总会达到这样的状态 就是同一时间内从液体里飞出去的分子数等于返回液体的分子数 这时液面上方蒸汽密度不再改变 液体也不会减少 液体和蒸汽达到了一种动态平衡 与液体处于动态平衡的汽叫做饱和蒸汽 2 饱和汽压某种液体的饱和蒸汽的压强叫做饱和汽压 基础回顾 3 未饱和蒸汽某一空间里含有的某种液体的蒸汽 如果还没有达到饱和状态 也就是说 在这个空间里如果有这种液体 它还可以继续蒸发 那么这个空间里的蒸汽就叫做未饱和蒸汽 4 相对湿度某温度时空气的绝对湿度和同一温度下水的饱和汽压的百分比 叫做该温度下空气的相对湿度 如果用p表示空气的绝对湿度 用ps表示同一温度下水的饱和汽压 用B表示相对湿度 那么B 100 要点深化 1 理想气体的实验定律不能适用于饱和蒸汽 近似适用于未饱和蒸汽对于同一种液体 饱和蒸汽压随着温度的升高而增大 随着温度的降低而减小 饱和蒸汽压跟体积没有关系 所以理想气体实验的定律对于饱和蒸汽完全不能适用 在一定温度下 未饱和蒸汽的密度小于饱和蒸汽的密度 未饱和蒸汽近似适用于理想气体实验定律 2 绝对湿度空气的干湿程度可用单位体积空气所含有的水汽分子数 即水汽密度来表示 叫做空气的绝对湿度 1 应用气体实验定律时 首先要审清气体三个状态参量哪个不变 哪二个变化的情况 2 确定好每个状态量 如压强要通过对封闭气体的活塞 水银柱 或液柱 根据运动与力的原理进行计算等 各状态量要统一单位 3 选择正确的气体实验定律列式计算或判断 如图所示 两个水平相对放置的气缸由管道相通 轻质活塞a b用钢性轻杆固连 可在气缸内无摩擦地移动 两活塞面积分别为Sa和Sb 且Sa Sb 缸内及管中封有一定质量的气体 整个系统处于平衡状态 大气压强不变 现令缸内气体的温度缓慢升高一点 则系统再次达到平衡状态时 A 活塞向左移动了一点 缸内气体压强不变B 活塞向右移动了一点 缸内气体压强增大C 活塞向左移动了一点 缸内气体压强增大D 活塞的位置没有改变 缸内气体压强增大 解析 由于两个活塞只是封闭一定量气体 该气体与大气通过活塞隔离 但每次平衡时 缸内气体的压强一定与大气压平衡 即缸内气压等于大气压 当缸内气体温度升高时 根据盖 吕萨克定律 可知气缸的体积增大 则根据两个活塞的面积情况可判断活塞应向左移动 答案 A点评 本题是考查气体实验定律掌握情况的命题 其实两个活塞只是封闭一定量气体 封闭气体通过活塞与大气压对等平衡 故要采用盖 吕萨克定律判断气体体积与温度的关系从而判断活塞的移动方向 题型训练 1 如图所示 竖直放置的圆筒形注射器 活塞上端接有气压表 能够方便测出所封闭理想气体的压强 开始时 活塞处于静止状态 此时气体体积为30cm3 气压表读数为1 0 105Pa 若用力向下推动活塞 使活塞缓慢向下移动一段距离 稳定后气压表读数为1 2 105Pa 不计活塞与气缸内壁间的摩擦 环境温度保持不变 A 注射器内气体的体积为25cm3B 注射器内气体的体积为36cm3C 若让注射器做自由落体运动 则气压表的读数为0D 若让注射器做自由落体运动 则气压表的读数为达到满偏 解析 根据玻意耳定律 p1V1 p2V2活塞移动后气体的体积为 若让该注射器做自由落体运动 则各处均不存在压力作用 故气压表的读数为零 答案 AC 图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V T图象 已知气体在状态A时的压强为1 5 105Pa 请根据图象信息和题意 在图乙坐标中作出对应的p T图象 并在图线相应位置上标出字母A B C 解析 A B 气体做等压变化pB pA 1 5 105Pa由盖 吕萨克定律B C 气体做等容变化 由查理定律 有 所以 由此作得如右图图示 答案 见解析点评 如何从已知图中提取信息是处理本题的关键 本例是教材中一道很好的经典题 题型训练 2 某同学利用DIS实验系统研究一定质量的理想气体由状态A到B 再由状态B到C的变化过程 实验后在计算机屏幕上显示了如图所示的V T图象 则 A 由状态A到B气体的压强增大B 由状态A到B气体的压强减小C 由状态B到C气体的压强增大D 由状态B到C气体的压强减小 解析 由状态A到B是等温变化 根据玻意耳定律 体积增大则压强减小 A项错B项对 由状态B到C是等容变化 根据查理定律 温度升高则压强增大 C项对D项错 答案 BC 对一定质量的理想气体 以下说法正确的是 A 当温度升高时 体积必定增大B 当温度升高时 体积可能减小C 当压强和温度不变 体积可能增加D 当温度不变时 体积减小时 压强必定增加 错解 而由热胀冷缩的原理可知温度升高则体积必定增大 故A对B错 而体积可以独立变化 故C对 温度不变时 体积减小时压强必定减小 故D错 分析纠错 三个气体状态参量同时变化时 必须根据理想气体状态方程来分析 不能根据三大气体定律来判断 当温度升高时 压强也可能增大 且增大得更多 则体积就要减小 故A错B对 根据气体状态方程可知不可能只有一个物理量的变化 当温度不变时 要根据玻意耳定律p1V1 p2V2来判断 体积减小时 压强必定增加 故D正确 答案 BD点评 在三个物理状态参量变化的理解时 若涉及三个量的变化问题 要运用理想气体状态方程来分析 根据该方程明确不存在只有一个物理量的变化 若涉及二个量的变化问题 要清楚采用哪个定律来分析 祝 您 学业有成