第4章-第1節(jié) 氣體實(shí)驗(yàn)定律

1、.第1節(jié)氣體實(shí)驗(yàn)定律學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.知道描繪氣體狀態(tài)的三個(gè)物理量.2.掌握控制變量法探究氣體實(shí)驗(yàn)定律重點(diǎn)3.會(huì)從圖象上描繪氣體的狀態(tài)變化難點(diǎn)4.掌握運(yùn)用氣體實(shí)驗(yàn)定律解題的根本思路.玻 意 耳 定 律1狀態(tài)參量研究氣體的性質(zhì)時(shí)，常用氣體的壓強(qiáng)、溫度和體積描繪氣體的狀態(tài)2探究方法控制變量法，控制其中1個(gè)量不變，研究另外2個(gè)量之間的變化關(guān)系3等溫變化一定質(zhì)量的氣體，在溫度保持不變的條件下，壓強(qiáng)和體積的關(guān)系4探究等溫變化的規(guī)律1實(shí)驗(yàn)裝置如圖411所示圖411研究對(duì)象：針筒內(nèi)被封閉的氣體氣體初態(tài)壓強(qiáng)和體積：從氣壓計(jì)上直接讀出氣體壓強(qiáng)；從針筒刻度直接讀出氣體體積2實(shí)驗(yàn)方法緩慢地向前推或向后

2、拉活塞保持氣體溫度不變待氣壓計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后，記下氣體的壓強(qiáng)p和體積V按步驟中的方法，測(cè)出幾組對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)和體積值3處理數(shù)據(jù)：作p圖象4探究結(jié)果：壓強(qiáng)與體積成反比5玻意耳定律1內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在溫度保持不變的條件下，壓強(qiáng)與體積成反比2公式：p，也可寫(xiě)作p1V1p2V2或pV恒量3條件：氣體的質(zhì)量一定，溫度保持不變6氣體等溫變化的圖象即等溫線1圖象如圖412所示圖4122特點(diǎn)：一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，由于壓強(qiáng)與體積成反比，在pV圖象上等溫線應(yīng)為雙曲線，在p圖象上等溫線應(yīng)為過(guò)原點(diǎn)的直線1玻意耳定律的成立條件是一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變2氣體的三個(gè)狀態(tài)參量是指壓強(qiáng)、溫度和體積3在pV圖象上，等

3、溫線為直線處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，為什么不直接畫(huà)pV圖象，而是畫(huà)p圖象？【提示】pV圖象是曲線，不易直接斷定氣體的壓強(qiáng)和體積的關(guān)系而p圖象是直線，很容易斷定其關(guān)系圖413如圖413所示也是“探究氣體等溫變化規(guī)律的裝置，試根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究以下問(wèn)題：討論1：本實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是什么？【提示】注射器下端的開(kāi)口有橡膠套，它和柱塞一起封閉在玻璃管中的空氣柱討論2：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如何保證氣體的質(zhì)量和溫度不變？【提示】1實(shí)驗(yàn)前在柱塞上涂好光滑油，保證氣體質(zhì)量不變2緩慢下拉或上壓柱塞，不用手接觸注射器，保證氣體的溫度不變1對(duì)玻意耳定律的理解1適用條件：一定質(zhì)量的某種氣體，溫度不太低，壓強(qiáng)不太大2定律也可以表述為pV常量或p1V

4、1p2V2，其中的常量與氣體所處溫度上下有關(guān)，溫度越高，常量越大2pV圖象與p圖象1一定質(zhì)量的氣體的pV圖象如圖414甲所示，圖線為雙曲線的一支，且溫度t1t2.甲 乙圖4142一定質(zhì)量的氣體p圖象如圖乙所示，圖線的延長(zhǎng)線為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，且溫度t1T2D由圖可知T1T2E由圖可知T1T2【解析】一定質(zhì)量的氣體的等溫線為雙曲線，由等溫線的物理意義可知，壓強(qiáng)與體積成反比，且在不同溫度下等溫線是不同的，所以A、B正確；對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，等溫線離坐標(biāo)原點(diǎn)的位置就越遠(yuǎn)，故C、E錯(cuò)誤，D正確【答案】ABD3如圖416，一氣缸程度固定在靜止的小車(chē)上，一質(zhì)量為m、面積為S的活塞將一定量的氣體封

5、閉在氣缸內(nèi)，平衡時(shí)活塞與氣缸底相距L.現(xiàn)讓小車(chē)以一較小的程度恒定加速度向右運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)發(fā)現(xiàn)活塞相對(duì)于氣缸挪動(dòng)了間隔 d.大氣壓強(qiáng)為p0，不計(jì)氣缸和活塞間的摩擦，且小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)，大氣對(duì)活塞的壓強(qiáng)仍可視為p0，整個(gè)過(guò)程中溫度保持不變，求小車(chē)加速度的大小. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：30110038】圖416【解析】選氣缸內(nèi)被封閉的氣體為研究對(duì)象小車(chē)靜止時(shí)為狀態(tài)1，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，那么有p1Sp0S氣體的壓強(qiáng)p1p0，氣體的體積V1SL設(shè)小車(chē)加速度為a時(shí)為狀態(tài)2，由牛頓第二定律得p2Sp0Sma氣體的壓強(qiáng)p2p0，氣體的體積V2SLd由玻意耳定律得p1V1p2V2聯(lián)立各式得a.【答案】解題時(shí)的本卷須知1壓強(qiáng)確實(shí)定方

6、面：應(yīng)用玻意耳定律解題時(shí)，確定氣體的壓強(qiáng)是解題的關(guān)鍵，無(wú)論是液柱、活塞、氣缸，還是封閉在液面下的氣柱，都不要忘記大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的影響2統(tǒng)一單位方面：列方程時(shí)，由于等式兩邊是對(duì)應(yīng)的，因此各物理量的單位可以不是國(guó)際單位，但等式兩邊必須統(tǒng)一例如，體積可以都用升，壓強(qiáng)可以都用大氣壓查 理 定 律1等容變化一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)和溫度的關(guān)系2探究等容變化的規(guī)律1實(shí)驗(yàn)裝置如圖417所示圖417研究對(duì)象：燒瓶?jī)?nèi)被封閉的氣體壓強(qiáng)和溫度：從氣壓計(jì)上讀出氣體的壓強(qiáng)，從溫度計(jì)上讀出氣體的溫度2實(shí)驗(yàn)方法加熱燒杯，待氣壓計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后，記下氣體的壓強(qiáng)和溫度按步驟的方法繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)，測(cè)出幾組對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)和溫度值處理數(shù)

7、據(jù)，作pT圖象3探究結(jié)果：壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比3查理定律1內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在體積保持不變的條件下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比2公式：pT或.3條件：氣體的質(zhì)量一定，體積保持不變4熱力學(xué)溫度T1單位是開(kāi)爾文，簡(jiǎn)稱為開(kāi)，符號(hào)為K.2與攝氏溫度t的關(guān)系：Tt2731在體積不變的條件下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比2熱力學(xué)溫度Tt273，且Tt.3一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)與攝氏溫度成正比假如橫軸用攝氏溫度，那么等容變化的pt圖象是怎樣的？【提示】根據(jù)Tt273，pCTCt273當(dāng)p0時(shí)，t273 ，故pt圖象為直線，但不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)甲 乙圖418如圖418為一定質(zhì)量的氣體在體積不變的條件下，壓強(qiáng)隨攝氏溫度圖

8、甲及熱力學(xué)溫度圖乙的變化關(guān)系，討論1：如圖甲，壓強(qiáng)與攝氏溫度成正比嗎？圖象與縱軸的截距表示什么？ 【提示】p與t是線性關(guān)系，不成正比，與縱軸的截距表示0 時(shí)氣體的壓強(qiáng)討論2：在壓強(qiáng)不太大，溫度不太低時(shí)，圖象的延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)表示什么？壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度有怎樣的關(guān)系？【提示】表示絕對(duì)零度，p與T成正比1查理定律1成立條件：氣體的質(zhì)量和體積不變2表達(dá)式熱力學(xué)溫度下：C.攝氏溫度下：ptp0p0.3查理定律表達(dá)式C中的C與氣體的種類、質(zhì)量、體積有關(guān)2查理定律的推論或pT表示一定質(zhì)量的某種氣體從初狀態(tài)p、T開(kāi)場(chǎng)發(fā)生等容變化，其壓強(qiáng)的變化量p與溫度的變化量T成正比3等容過(guò)程的pT和pt的圖象1pT圖象：

9、一定質(zhì)量的某種氣體，在等容過(guò)程中，氣體的壓強(qiáng)p和熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖線的延長(zhǎng)線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，如圖419所示，且V1p2.1蓋呂薩克定律1成立條件：氣體的質(zhì)量和壓強(qiáng)不變2表達(dá)式熱力學(xué)溫度下：C.攝氏溫度下：VtV0V0.3表達(dá)式C中的C與氣體的種類、質(zhì)量、體積有關(guān)2蓋呂薩克定律的推論或VT一定質(zhì)量的某種氣體從初狀態(tài)V、T開(kāi)場(chǎng)發(fā)生等壓變化，其體積的變化量V與溫度的變化量T成正比3VT和Vt圖象1VT圖象：一定質(zhì)量的某種氣體，在等壓過(guò)程中，氣體的體積V和熱力學(xué)溫度T圖線的延長(zhǎng)線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，如圖4114甲所示，且p1p2，即壓強(qiáng)越大，斜率越小甲 乙圖41142Vt圖象：一定質(zhì)量的某種氣體

10、，在等壓過(guò)程中，體積V與攝氏溫度t是一次線性函數(shù)，不是簡(jiǎn)單的正比例關(guān)系，如圖4114乙所示，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(zhǎng)線通過(guò)橫軸上t273.15 的傾斜直線，且斜率越大，壓強(qiáng)越小6如圖4115所示，一圓柱形容器豎直放置，通過(guò)活塞封閉著攝氏溫度為t的理想氣體活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與容器底部相距h.現(xiàn)通過(guò)電熱絲給氣體加熱一段時(shí)間，結(jié)果活塞緩慢上升了h，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，不計(jì)器壁向外散失的熱量及活塞與器壁間的摩擦，求： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：30110039】圖41151氣體的壓強(qiáng)；2這段時(shí)間內(nèi)氣體的溫度升高了多少？【解析】1以活塞為研究對(duì)象，受力分析得：pSp0Smg解得氣體的壓強(qiáng)為pp0.2以被封閉氣體為研究對(duì)象，氣