高二物理氣體2

1、新課標(biāo)人教版課件系列高中物理選修選修1-21-21.4 氣體教學(xué)目標(biāo)1、氣體的等溫變化、氣體的等溫變化2、氣體的等容變化和等壓變化、氣體的等容變化和等壓變化3、理想氣體的狀態(tài)方程、理想氣體的狀態(tài)方程4、氣體熱現(xiàn)象的微觀意義、氣體熱現(xiàn)象的微觀意義（1）氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)）氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)（2）氣體壓強(qiáng)微觀解釋）氣體壓強(qiáng)微觀解釋（3）用氣體分子動(dòng)理論解釋實(shí)驗(yàn)三）用氣體分子動(dòng)理論解釋實(shí)驗(yàn)三定律定律一、氣體的等溫變化一、氣體的等溫變化（一）引入（一）引入: :思考題思考題1.1.被封氣體被封氣體V V如何變化如何變化? ?2.2.是不是壓強(qiáng)變大體積一定變小是不是壓強(qiáng)變大體積一定變小? ?不一定如果不

2、一定如果T T升高升高,P,P變大變大,V,V也可能大也可能大不一定不一定, ,如果給自行車輪胎充氣如果給自行車輪胎充氣,P,P增大增大, ,氣體并沒(méi)有變小氣體并沒(méi)有變小. .3.3.怎么樣研究怎么樣研究P.T.VP.T.V三者關(guān)系三者關(guān)系? ?控制變量法控制變量法（二）等溫變化（二）等溫變化1.1.氣體的等溫變化氣體的等溫變化: :一定質(zhì)量的氣體溫度保持不變的狀態(tài)變一定質(zhì)量的氣體溫度保持不變的狀態(tài)變化過(guò)程化過(guò)程. .2.2.研究一定質(zhì)量的氣體等溫變化的規(guī)律研究一定質(zhì)量的氣體等溫變化的規(guī)律（1 1）介紹實(shí)驗(yàn)裝置）介紹實(shí)驗(yàn)裝置(2)(2)觀察實(shí)驗(yàn)裝置，并回答：觀察實(shí)驗(yàn)裝置，并回答：研究哪部分氣體

3、？研究哪部分氣體？怎樣保證怎樣保證MM不變不變? ?A A管中氣體體積怎樣表示？管中氣體體積怎樣表示？（LS）閥門閥門a a打開(kāi)時(shí)，打開(kāi)時(shí)，A A管中氣體管中氣體壓強(qiáng)多大？閥門壓強(qiáng)多大？閥門a a閉合時(shí)閉合時(shí)A A管管中氣體壓強(qiáng)多大？中氣體壓強(qiáng)多大？ （p p0 0）欲使欲使A A管中氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，管中氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，B B管應(yīng)怎樣操作？寫出管應(yīng)怎樣操作？寫出A A管中氣體壓強(qiáng)的表達(dá)式管中氣體壓強(qiáng)的表達(dá)式（p=pp=p0 0+ghgh）欲使欲使A A管中氣體體積增大，壓強(qiáng)減小，管中氣體體積增大，壓強(qiáng)減小，B B管應(yīng)怎樣操作？寫出管應(yīng)怎樣操作？寫出A A管中氣體壓強(qiáng)的表達(dá)式管中

4、氣體壓強(qiáng)的表達(dá)式（p=pp=p0 0-ghgh）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的恒溫是什么溫度？為保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的恒溫是什么溫度？為保證A A管中氣體的溫度恒定，管中氣體的溫度恒定，在操作在操作B B管時(shí)應(yīng)注意什么？管時(shí)應(yīng)注意什么？（緩慢）（緩慢）(3)(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)次數(shù)次數(shù)12345壓強(qiáng)壓強(qiáng)(105Pa) 1 . 6 8 1 . 2 6 1 . 0 1 0 . 8 4 0 . 7 8體 積體 積 ( L ) 1 . 2 0 1 . 6 0 2 . 0 0 2 . 4 0 2 . 6 0(4)作圖作圖(a)坐標(biāo)軸選擇坐標(biāo)軸選擇p1/V0Vp0AA(b)(b)描點(diǎn)描點(diǎn)仔細(xì)觀察表格的數(shù)據(jù)，并將坐標(biāo)上的各點(diǎn)用光

5、滑的曲仔細(xì)觀察表格的數(shù)據(jù)，并將坐標(biāo)上的各點(diǎn)用光滑的曲線連接，發(fā)現(xiàn)了什么？線連接，發(fā)現(xiàn)了什么？（a a：VpVp，VpVp；b b：是一條光滑的曲線）：是一條光滑的曲線）等溫變化圖象的特點(diǎn)等溫變化圖象的特點(diǎn): :(1)(1)等溫線是雙曲線的一支。等溫線是雙曲線的一支。(2)(2)溫度越高溫度越高, ,其等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)其等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn). .思考與討論思考與討論 同一氣體，不同溫度下等溫線是不同的，你能判斷那條等溫線同一氣體，不同溫度下等溫線是不同的，你能判斷那條等溫線是表示溫度較高的情形嗎？你是根據(jù)什么理由作出判斷的？是表示溫度較高的情形嗎？你是根據(jù)什么理由作出判斷的？Vp1230結(jié)論結(jié)論:t

6、3t2t1恒量隨溫度升高而增大恒量隨溫度升高而增大(與氣體的質(zhì)量種類溫度與氣體的質(zhì)量種類溫度有關(guān)有關(guān))。(5)(5)圖象意義圖象意義(1)(1)物理意義物理意義: :反映壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系反映壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系(2)(2)點(diǎn)意義點(diǎn)意義: :每一組數(shù)據(jù)每一組數(shù)據(jù)-反映某一狀態(tài)反映某一狀態(tài) (3) (3)結(jié)論結(jié)論: :體積縮小到原來(lái)的幾分之一體積縮小到原來(lái)的幾分之一, ,壓強(qiáng)壓強(qiáng)增大到原來(lái)的幾倍增大到原來(lái)的幾倍. .體積增大到原來(lái)的幾倍體積增大到原來(lái)的幾倍, ,它的壓強(qiáng)就減小為原來(lái)的幾分之一它的壓強(qiáng)就減小為原來(lái)的幾分之一. .（三（三 ）實(shí)驗(yàn)結(jié)論）實(shí)驗(yàn)結(jié)論-玻意耳定玻意耳定律律1、文字表述：一

7、定質(zhì)量某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比。 2 2、公式表述：、公式表述：pVpV= =常數(shù)常數(shù) 或或p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 23.3.條件條件: :一定質(zhì)量氣體且溫度不變一定質(zhì)量氣體且溫度不變4、適用范圍：溫度不太低，壓強(qiáng)不太大例例1. 1. 將一端封閉的均勻直玻璃管開(kāi)口向下，豎直插入水銀中，將一端封閉的均勻直玻璃管開(kāi)口向下，豎直插入水銀中，當(dāng)管頂距槽中水銀面當(dāng)管頂距槽中水銀面8cm8cm時(shí)，管內(nèi)水銀面比管外水銀面低時(shí)，管內(nèi)水銀面比管外水銀面低2cm2cm要使管內(nèi)水銀面比管外水銀面高要使管內(nèi)水銀面比管外水銀面高2cm2cm，應(yīng)將玻璃管豎直，應(yīng)將玻璃管豎

8、直向上提起多少厘米？已知大氣壓強(qiáng)向上提起多少厘米？已知大氣壓強(qiáng)p p0 0支持支持76cmHg76cmHg，設(shè)溫度不，設(shè)溫度不變變分析：均勻直玻璃管、分析：均勻直玻璃管、U U形玻璃管、汽缸活塞中封閉氣體的等形玻璃管、汽缸活塞中封閉氣體的等溫過(guò)程是三種基本物理模型，所以在復(fù)習(xí)中必須到位在確定溫過(guò)程是三種基本物理模型，所以在復(fù)習(xí)中必須到位在確定初始條件時(shí)，無(wú)論是壓強(qiáng)還是體積的計(jì)算，都離不開(kāi)幾何關(guān)系初始條件時(shí)，無(wú)論是壓強(qiáng)還是體積的計(jì)算，都離不開(kāi)幾何關(guān)系的分析，那么，畫好始末狀態(tài)的圖形，對(duì)解題便會(huì)有很大作的分析，那么，畫好始末狀態(tài)的圖形，對(duì)解題便會(huì)有很大作用本題主要目的就是怎樣去畫始用本題主要目的就

9、是怎樣去畫始末狀態(tài)的圖形以找到幾何關(guān)系，來(lái)末狀態(tài)的圖形以找到幾何關(guān)系，來(lái)確定狀態(tài)參量確定狀態(tài)參量解：根據(jù)題意，由圖知解：根據(jù)題意，由圖知p p1 1=p=p0 0+2cmHg+2cmHg78cmHg78cmHg，V V1 1=(8+2)S=10S=(8+2)S=10S，p p2 2=p=p0 0-2cmHg=74cmHg-2cmHg=74cmHg，V V2 2=(8+x)-2S=(6+x)S=(8+x)-2S=(6+x)S用氣體定律解題的步驟用氣體定律解題的步驟1 1確定研究對(duì)象被封閉的氣體確定研究對(duì)象被封閉的氣體( (滿足質(zhì)量不變的條滿足質(zhì)量不變的條件件) )；2 2用一定的數(shù)字或表達(dá)式寫出

10、氣體狀態(tài)的初始條件用一定的數(shù)字或表達(dá)式寫出氣體狀態(tài)的初始條件(p(p1 1，V V1 1，T T1 1，p p2 2，V V2 2，T T2 2) )；3 3根據(jù)氣體狀態(tài)變化過(guò)程的特點(diǎn)，列出相應(yīng)的氣體公根據(jù)氣體狀態(tài)變化過(guò)程的特點(diǎn)，列出相應(yīng)的氣體公式式( (本節(jié)課中就是玻意耳定律公式本節(jié)課中就是玻意耳定律公式) )；4 4將各初始條件代入氣體公式中，求解未知量；將各初始條件代入氣體公式中，求解未知量；5 5對(duì)結(jié)果的物理意義進(jìn)行討論對(duì)結(jié)果的物理意義進(jìn)行討論練習(xí)練習(xí)11一根一端封閉的玻璃管開(kāi)口向下插入水銀槽中一根一端封閉的玻璃管開(kāi)口向下插入水銀槽中, ,內(nèi)封一定質(zhì)量的氣體內(nèi)封一定質(zhì)量的氣體, ,管內(nèi)

11、水銀面低于管外管內(nèi)水銀面低于管外, ,在溫度不變?cè)跍囟炔蛔儠r(shí)時(shí), ,將玻璃管稍向下插入一些將玻璃管稍向下插入一些, ,下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是, ,如圖如圖所示所示. .A.A.玻璃管內(nèi)氣體體積減小玻璃管內(nèi)氣體體積減小; ;B.B.玻璃管內(nèi)氣體體玻璃管內(nèi)氣體體積增大積增大; ;C.C.管內(nèi)外水銀面高度差減小管內(nèi)外水銀面高度差減小; ;D.D.管內(nèi)外水銀面高管內(nèi)外水銀面高度差增大度差增大. .AD 練習(xí)練習(xí)2 2 如圖所示，注有水銀的如圖所示，注有水銀的U U型管，型管，A A管上端封閉，管上端封閉，A A、B B兩管用橡皮管相通開(kāi)始時(shí)兩管液面相平，現(xiàn)將兩管用橡皮管相通開(kāi)始時(shí)兩管液面相平

12、，現(xiàn)將B B管緩慢降低，在這一過(guò)程中，管緩慢降低，在這一過(guò)程中，A A管內(nèi)氣體體積管內(nèi)氣體體積_，B B管比管比A A管液面管液面_ 強(qiáng)調(diào)思路，由強(qiáng)調(diào)思路，由V V的變化的變化壓強(qiáng)變壓強(qiáng)變化化借助借助p p的計(jì)算判斷液面的高的計(jì)算判斷液面的高低低 例例2 2 均勻均勻U U形玻璃管豎直放置，用水銀將一些空氣封在形玻璃管豎直放置，用水銀將一些空氣封在A A管內(nèi)，管內(nèi)，當(dāng)當(dāng)A A、B B兩管水銀面相平時(shí)，大氣壓強(qiáng)支持兩管水銀面相平時(shí)，大氣壓強(qiáng)支持72cmHg72cmHgA A管內(nèi)管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度為空氣柱長(zhǎng)度為10cm10cm，現(xiàn)往，現(xiàn)往B B管中注入水銀，當(dāng)兩管水銀面高管中注入水銀，當(dāng)兩管水銀面高度

13、差為度差為18 cm18 cm時(shí)，時(shí)，A A管中空氣柱長(zhǎng)度是多少？注入水銀柱長(zhǎng)度管中空氣柱長(zhǎng)度是多少？注入水銀柱長(zhǎng)度是多少？是多少？解：解： p1=p0=72cm Hg，V1=10S，分析：如圖所示，由于水銀是不可壓縮的，所以分析：如圖所示，由于水銀是不可壓縮的，所以A A管水銀面上管水銀面上升高度升高度x x時(shí)，時(shí)，B B管原水銀面下降同樣高度管原水銀面下降同樣高度x x那么，當(dāng)那么，當(dāng)A A、B B兩兩管水銀面高管水銀面高度差為度差為18cm18cm時(shí)，在時(shí)，在B B管中需注入管中需注入的水銀柱長(zhǎng)度應(yīng)為的水銀柱長(zhǎng)度應(yīng)為(18+2x)cm(18+2x)cmV V2 2lS lSp p2 2=

14、p=p0 0+18+1890 cm Hg90 cm Hg例例3 3 密閉圓筒內(nèi)有一質(zhì)量為密閉圓筒內(nèi)有一質(zhì)量為100g100g的活塞，活塞與圓的活塞，活塞與圓筒頂端之間有一根勁度系數(shù)筒頂端之間有一根勁度系數(shù)k=20N/mk=20N/m的輕彈簧；圓筒的輕彈簧；圓筒放在水平地面上，活塞將圓筒分成兩部分，放在水平地面上，活塞將圓筒分成兩部分，A A室為真室為真空，空，B B室充有空氣，平衡時(shí)，室充有空氣，平衡時(shí)，ll0 0=0.10m=0.10m，彈簧剛好沒(méi)，彈簧剛好沒(méi)有形變?nèi)鐖D有形變?nèi)鐖D5 5所示現(xiàn)將圓筒倒置，問(wèn)這時(shí)所示現(xiàn)將圓筒倒置，問(wèn)這時(shí)B B室的高度室的高度是多少？是多少？分析：汽缸類問(wèn)題，求壓

15、強(qiáng)是關(guān)鍵：分析：汽缸類問(wèn)題，求壓強(qiáng)是關(guān)鍵：應(yīng)根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件或牛頓第二應(yīng)根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件或牛頓第二定律計(jì)算壓強(qiáng)定律計(jì)算壓強(qiáng)解：圓筒正立時(shí)：解：圓筒正立時(shí)：圓筒倒立時(shí)，受力分析如圖所示，有圓筒倒立時(shí)，受力分析如圖所示，有p p2 2S+mg=kxS+mg=kx，x=l-lx=l-l0 0，則，則溫度不變，根據(jù)玻意耳定律：溫度不變，根據(jù)玻意耳定律：p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2例例4. 4. 某個(gè)容器的容積是某個(gè)容器的容積是10L10L，所裝氣體的壓強(qiáng)是，所裝氣體的壓強(qiáng)是202010105 5PaPa。如果溫。如果溫度保持不變，把容器的開(kāi)關(guān)打開(kāi)以后，容器里剩下的氣體是原來(lái)的

16、度保持不變，把容器的開(kāi)關(guān)打開(kāi)以后，容器里剩下的氣體是原來(lái)的百分之幾？設(shè)大氣壓是百分之幾？設(shè)大氣壓是1.01.010105 5PaPa。解解 設(shè)容器原裝氣體為研究對(duì)象。設(shè)容器原裝氣體為研究對(duì)象。初態(tài)初態(tài) p p1 1=20=2010105 5Pa VPa V1 1=10L T=10L T1 1=T=T末態(tài)末態(tài) p p2 2=1.0=1.0105Pa V105Pa V2 2= =？L TL T2 2=T=T由玻意耳定律由玻意耳定律 p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2得得即剩下的氣體為原來(lái)的即剩下的氣體為原來(lái)的5 5。就容器而言，里面氣體質(zhì)量變了，似乎是變質(zhì)量問(wèn)題了，但若視容就容器而

17、言，里面氣體質(zhì)量變了，似乎是變質(zhì)量問(wèn)題了，但若視容器中氣體出而不走，就又是質(zhì)量不變了。器中氣體出而不走，就又是質(zhì)量不變了。二、氣體的等容變化和等壓變化（一）引入新課（一）引入新課演示實(shí)驗(yàn)：演示實(shí)驗(yàn)： 滴液瓶中裝有干燥的空氣，用涂有少量潤(rùn)滑油的橡滴液瓶中裝有干燥的空氣，用涂有少量潤(rùn)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；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。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。 一定質(zhì)量的氣體，保持體積不變，當(dāng)溫度升一定質(zhì)量的氣體，保持體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體的壓強(qiáng)增大；當(dāng)溫度降低時(shí)，氣體高

18、時(shí)，氣體的壓強(qiáng)增大；當(dāng)溫度降低時(shí)，氣體的壓強(qiáng)減小。的壓強(qiáng)減小。（二）查里定律（二）查里定律1.1.內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，它內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，它的壓強(qiáng)與的壓強(qiáng)與熱力學(xué)熱力學(xué)溫度成正比。溫度成正比。2.2.公式：公式：P/T=C=P/TP1/T1=P2/T2判斷哪條等容線表示的是體判斷哪條等容線表示的是體積大積大? ?V1V2體積越大，斜率越??；體積體積越大，斜率越??；體積越小，斜率越大。越小，斜率越大。一定質(zhì)量的氣體的一定質(zhì)量的氣體的PTPT圖線圖線其延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)其延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn). .例例1 1 一定質(zhì)量的氣體，保持體積不變，溫度從一定質(zhì)量的氣體，保持體

19、積不變，溫度從11升高到升高到55，壓強(qiáng)的增量為，壓強(qiáng)的增量為 2.02.010103 3 Pa Pa，則，則 A A它從它從55升高到升高到1010，壓強(qiáng)增量為，壓強(qiáng)增量為2.02.010103 3PaPaB B它從它從1515升高到升高到2020，壓強(qiáng)增量為，壓強(qiáng)增量為2.02.010103 3PaPaCC它在它在00時(shí)，壓強(qiáng)約為時(shí)，壓強(qiáng)約為1.41.410105 5PaPaC練習(xí)練習(xí)1 1、密閉在容積不變的容器中的氣體，當(dāng)溫度、密閉在容積不變的容器中的氣體，當(dāng)溫度降低時(shí)：降低時(shí)：A A、壓強(qiáng)減小，密度減?。?、壓強(qiáng)減小，密度減?。?B B、壓強(qiáng)減小，密度增大；、壓強(qiáng)減小，密度增大；CC、壓

20、強(qiáng)不變，密度減小；、壓強(qiáng)不變，密度減小； D D、壓強(qiáng)減小，密度不變、壓強(qiáng)減小，密度不變練習(xí)練習(xí)2 2、下列關(guān)于一定質(zhì)量的氣體的等容變化的說(shuō)法、下列關(guān)于一定質(zhì)量的氣體的等容變化的說(shuō)法中正確的是：中正確的是：A A、氣體壓強(qiáng)的改變量與攝氏溫度成正比；、氣體壓強(qiáng)的改變量與攝氏溫度成正比；B B、氣體的壓強(qiáng)與攝氏溫度成正比；、氣體的壓強(qiáng)與攝氏溫度成正比；CC、氣體壓強(qiáng)的改變量與熱力學(xué)溫度成正比；、氣體壓強(qiáng)的改變量與熱力學(xué)溫度成正比；D D、氣體的壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比。、氣體的壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比。DD（三）氣體的等壓變化（三）氣體的等壓變化1.1.內(nèi)容內(nèi)容: :一定質(zhì)量的某種氣體一定質(zhì)量的某種氣

21、體, ,在壓強(qiáng)不變的情況下在壓強(qiáng)不變的情況下, ,其其體積體積V V與與熱力學(xué)熱力學(xué)溫度溫度T T成正比成正比. .2.2.公式公式: :V/T=CV1/T1=V2/T23.3.圖象圖象蓋蓋. .呂薩克定律呂薩克定律一定質(zhì)量的氣體的一定質(zhì)量的氣體的VTVT圖線其延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)圖線其延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn). .不同壓強(qiáng)下的等壓不同壓強(qiáng)下的等壓線線, ,斜率越大斜率越大, ,壓強(qiáng)越壓強(qiáng)越小小. .例例2:2:見(jiàn)課本見(jiàn)課本P.25P.25P.25P.25思考與討論思考與討論三、理想氣體的狀態(tài)方程（一）理想氣體（一）理想氣體 假設(shè)這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能嚴(yán)假設(shè)這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強(qiáng)

22、下都能嚴(yán)格地遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律格地遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律, ,我們把這樣的氣體叫做我們把這樣的氣體叫做“理想氣理想氣體體”。理想氣體具有以下特點(diǎn)理想氣體具有以下特點(diǎn): :1.1.氣體分子是一種沒(méi)有內(nèi)部結(jié)構(gòu)氣體分子是一種沒(méi)有內(nèi)部結(jié)構(gòu), ,不占有體積的剛性質(zhì)點(diǎn)不占有體積的剛性質(zhì)點(diǎn). .2.2.氣體分子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中氣體分子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中, ,除碰撞的瞬間外除碰撞的瞬間外, ,分子之間以及分子分子之間以及分子和器壁之間都無(wú)相互作用力和器壁之間都無(wú)相互作用力. .3.3.分子之間和分子與器壁之間的碰撞分子之間和分子與器壁之間的碰撞, ,都是完全彈性碰撞都是完全彈性碰撞. .除碰除碰撞以外撞以外, ,分子的運(yùn)動(dòng)是勻

23、速直線運(yùn)動(dòng)分子的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng), ,各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)會(huì)均等各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)會(huì)均等. .理想氣體是不存在的理想氣體是不存在的. .在常溫常壓下在常溫常壓下, ,大多數(shù)實(shí)際氣體大多數(shù)實(shí)際氣體, ,尤其是那些不尤其是那些不易液化的氣體都可以近似地看成理想氣體易液化的氣體都可以近似地看成理想氣體. .在溫度不低于負(fù)幾十?dāng)z氏度在溫度不低于負(fù)幾十?dāng)z氏度, ,壓強(qiáng)不超過(guò)大氣壓強(qiáng)不超過(guò)大氣壓的幾倍時(shí)壓的幾倍時(shí), ,很多氣體都可當(dāng)成理想氣體來(lái)處很多氣體都可當(dāng)成理想氣體來(lái)處理理. .理想氣體的內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決定理想氣體的內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決定 , ,與與氣體的體積無(wú)關(guān)氣體的體積無(wú)關(guān). .（二）推導(dǎo)

24、理想氣體狀態(tài)方程（二）推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程 對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)可用三個(gè)狀態(tài)參量對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)可用三個(gè)狀態(tài)參量p p、V V、T T來(lái)描述，且知道這三個(gè)狀態(tài)參量中只有一個(gè)變而另外來(lái)描述，且知道這三個(gè)狀態(tài)參量中只有一個(gè)變而另外兩個(gè)參量保持不變的情況是不會(huì)發(fā)生的。換句話說(shuō)：若其兩個(gè)參量保持不變的情況是不會(huì)發(fā)生的。換句話說(shuō)：若其中任意兩個(gè)參量確定之后，第三個(gè)參量一定有唯一確定的中任意兩個(gè)參量確定之后，第三個(gè)參量一定有唯一確定的值。它們共同表征一定質(zhì)量理想氣體的唯一確定的一個(gè)狀值。它們共同表征一定質(zhì)量理想氣體的唯一確定的一個(gè)狀態(tài)。態(tài)。 假定一定質(zhì)量的理想氣體在開(kāi)始狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量

25、為假定一定質(zhì)量的理想氣體在開(kāi)始狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量為（p p1 1，V V1 1，T T1 1），經(jīng)過(guò)某變化過(guò)程，到末狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參），經(jīng)過(guò)某變化過(guò)程，到末狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量變?yōu)椋孔優(yōu)椋╬ p2 2，V V2 2，T T2 2），這中間的變化過(guò)程可以是各種各），這中間的變化過(guò)程可以是各種各樣的樣的. .假設(shè)有兩種過(guò)程：假設(shè)有兩種過(guò)程：第一種：從（第一種：從（p p1 1，V V1 1，T T1 1）先等溫并使其體積變?yōu)椋┫鹊葴夭⑹蛊潴w積變?yōu)閂 V2 2，壓強(qiáng)隨之變?yōu)閴簭?qiáng)隨之變?yōu)閜 pc c，此中間狀態(tài)為（，此中間狀態(tài)為（p pc c，V V2 2，T T1 1）再等）再等容并使其溫度變?yōu)槿莶⑹蛊錅?/p>

26、度變?yōu)門 T2 2，則其壓強(qiáng)一定變?yōu)?，則其壓強(qiáng)一定變?yōu)閜 p2 2，則末狀，則末狀態(tài)（態(tài)（p p2 2，V V2 2，T T2 2）。）。第二種：從（第二種：從（p p1 1；V V1 1，T T1 1）先等容并使其溫度變?yōu)椋┫鹊热莶⑹蛊錅囟茸優(yōu)門 T2 2，則壓強(qiáng)隨之變?yōu)閯t壓強(qiáng)隨之變?yōu)閜pc c，此中間狀態(tài)為（，此中間狀態(tài)為（ppc c，V V1 1，T T2 2），再等溫并使其體積變?yōu)椋?，再等溫并使其體積變?yōu)閂 V2 2，則壓強(qiáng)也一定變?yōu)?，則壓強(qiáng)也一定變?yōu)閜 p2 2，也到末狀態(tài)（也到末狀態(tài)（p p2 2，V V2 2，T T2 2）。）。 根據(jù)玻意耳定律和查理定律，分別按兩種過(guò)程，自根據(jù)

27、玻意耳定律和查理定律，分別按兩種過(guò)程，自己推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)過(guò)程。（即要求找出己推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)過(guò)程。（即要求找出p p1 1、V V1 1、T T1 1與與p p2 2、V V2 2、T T2 2間的等量關(guān)系。）間的等量關(guān)系。）（三）理想氣體的狀態(tài)方程（三）理想氣體的狀態(tài)方程1 12212PVPVTTPVCT 一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)、體積的一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)、體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值是一個(gè)常數(shù)。乘積與熱力學(xué)溫度的比值是一個(gè)常數(shù)。121 122PPTT使用條件使用條件: :一定質(zhì)量的某種理想氣體一定質(zhì)量的某種理想氣體. .恒量由兩個(gè)因素決定恒量由兩個(gè)因素決定: :1.1.理想氣體的質(zhì)

28、量理想氣體的質(zhì)量. .2.2.理想氣體的種類理想氣體的種類. .氣體的物質(zhì)的量決定氣體的物質(zhì)的量決定 不同種類的理想氣體不同種類的理想氣體, ,具有相同的狀態(tài)具有相同的狀態(tài), ,同時(shí)同時(shí)具有相同的物質(zhì)的量具有相同的物質(zhì)的量, ,這個(gè)恒量就相同這個(gè)恒量就相同. .例題一例題一: :見(jiàn)課本見(jiàn)課本P.29P.29例題例題 二二: :一水銀氣壓計(jì)中混進(jìn)了空氣，因而在一水銀氣壓計(jì)中混進(jìn)了空氣，因而在2727，外界大，外界大氣壓為氣壓為758758毫米汞柱時(shí)，這個(gè)水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)為毫米汞柱時(shí)，這個(gè)水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)為738738毫米毫米汞柱，此時(shí)管中水銀面距管頂汞柱，此時(shí)管中水銀面距管頂8080毫米，當(dāng)溫度

29、降至毫米，當(dāng)溫度降至-3-3時(shí)，時(shí)，這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為743743毫米汞柱，求此時(shí)的實(shí)際大氣壓值毫米汞柱，求此時(shí)的實(shí)際大氣壓值為多少毫米汞柱？為多少毫米汞柱？引導(dǎo)學(xué)生按以下步驟解答此題：引導(dǎo)學(xué)生按以下步驟解答此題：（1 1）該題研究對(duì)象是什么？）該題研究對(duì)象是什么？混入水銀氣壓計(jì)中的空氣混入水銀氣壓計(jì)中的空氣（2 2）畫出該題兩個(gè)狀態(tài)的示意圖：）畫出該題兩個(gè)狀態(tài)的示意圖：（3 3）分別寫出兩個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量：）分別寫出兩個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量：p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3（S是管是管的橫截面積）的橫截面積）T1=273+27=300 Kp2=p-743mm

30、Hg V2=（738+80）S-743S=75Smm3T2=273+（-3）=270K解得解得 p=762.2 mmHgp=762.2 mmHg四、氣體熱現(xiàn)象的微觀意義（一）氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)（一）氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)（1 1）氣體間的距離較大，分子間的相互作用力十分微）氣體間的距離較大，分子間的相互作用力十分微弱，可以認(rèn)為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不弱，可以認(rèn)為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力作用，每個(gè)分子都可以在空間自由移動(dòng)，一定質(zhì)受力作用，每個(gè)分子都可以在空間自由移動(dòng)，一定質(zhì)量的氣體的分子可以充滿整個(gè)容器空間量的氣體的分子可以充滿整個(gè)容器空間, ,無(wú)一定的形狀無(wú)一定的形狀和體積

31、。和體積。（2 2）分子間的碰撞頻繁，這些碰撞及氣體分子與器）分子間的碰撞頻繁，這些碰撞及氣體分子與器壁的碰撞都可看成是完全彈性碰撞。氣體通過(guò)這種碰壁的碰撞都可看成是完全彈性碰撞。氣體通過(guò)這種碰撞可傳遞能量，其中任何一個(gè)分子運(yùn)動(dòng)方向和速率大撞可傳遞能量，其中任何一個(gè)分子運(yùn)動(dòng)方向和速率大小都是不斷變化的，這就是雜亂無(wú)章的氣體分子熱運(yùn)小都是不斷變化的，這就是雜亂無(wú)章的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)。動(dòng)。（3 3）從總體上看氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)）從總體上看氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等，因此對(duì)大量分子而言，在任一時(shí)刻向會(huì)均等，因此對(duì)大量分子而言，在任一時(shí)刻向容器各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)是均等的。容器各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)

32、的分子數(shù)是均等的。（4 4）大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布，）大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布，呈呈“中間多，兩頭少中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，且這個(gè)分的分布規(guī)律，且這個(gè)分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)，平均速率會(huì)布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)，平均速率會(huì)增大。增大。（二）氣體壓強(qiáng)微觀解釋（二）氣體壓強(qiáng)微觀解釋1.1.氣體壓強(qiáng)是大量分子頻繁的碰撞容器壁而產(chǎn)生的氣體壓強(qiáng)是大量分子頻繁的碰撞容器壁而產(chǎn)生的. .2.2.影響氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素影響氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素: :(1)(1)氣體分子的平均動(dòng)能氣體分子的平均動(dòng)能, ,從宏觀上看由氣體的溫度決定從宏觀上看由氣體的溫度決定. . 對(duì)確定的氣體而言

33、，溫度與分子運(yùn)動(dòng)的平均速率有關(guān)，對(duì)確定的氣體而言，溫度與分子運(yùn)動(dòng)的平均速率有關(guān)，溫度越高，反映氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率越大溫度越高，反映氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率越大. .(2)(2)單位體積內(nèi)的分子數(shù)單位體積內(nèi)的分子數(shù)( (分子密度分子密度), ),從宏觀上看由氣體的體從宏觀上看由氣體的體積決定積決定. . 對(duì)確定的一定質(zhì)量的理想氣體而言，分子總數(shù)對(duì)確定的一定質(zhì)量的理想氣體而言，分子總數(shù)N N是一定是一定的，當(dāng)體積增大時(shí)，分子密度減小的，當(dāng)體積增大時(shí)，分子密度減小. .（三）用氣體分子動(dòng)理論解釋實(shí)驗(yàn)三定律（三）用氣體分子動(dòng)理論解釋實(shí)驗(yàn)三定律1.1.解釋玻意耳定律解釋玻意耳定律 一定質(zhì)量（一定質(zhì)

34、量（mm）的理想氣體，其分子總數(shù)（）的理想氣體，其分子總數(shù)（N N）是一個(gè)）是一個(gè)定值，當(dāng)溫度（定值，當(dāng)溫度（T T）保持不變時(shí)，則分子的平均速率（）保持不變時(shí)，則分子的平均速率（v v）也保持不變，當(dāng)其體積（也保持不變，當(dāng)其體積（V V）增大幾倍時(shí)，則單位體積內(nèi)的）增大幾倍時(shí)，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)（分子數(shù)（n n）變?yōu)樵瓉?lái)的幾分之一，因此氣體的壓強(qiáng)也減為）變?yōu)樵瓉?lái)的幾分之一，因此氣體的壓強(qiáng)也減為原來(lái)的幾分之一；反之若體積減小為原來(lái)的幾分之一，則原來(lái)的幾分之一；反之若體積減小為原來(lái)的幾分之一，則壓強(qiáng)增大幾倍，即壓強(qiáng)與體積成反比。這就是玻意耳定律。壓強(qiáng)增大幾倍，即壓強(qiáng)與體積成反比。這就是玻意耳定律。2.2.對(duì)查理定律進(jìn)行微觀解釋對(duì)查理定律進(jìn)行微觀解釋 一定質(zhì)量（一定質(zhì)量（mm）的氣體的總分子數(shù)（）的氣體的總分子數(shù)（N N）是一定的，體積）是一定的，體積（V V）保持不變時(shí)，其單位體積內(nèi)的分子數(shù)（）保持不變時(shí)，其單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n n）也保持不變，）也保持不