氣體實(shí)驗(yàn)定律

1、氣體實(shí)驗(yàn)定律第一張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月方法研究在物理學(xué)中，當(dāng)需要研究三個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，往往采用“保持一個(gè)量不變，研究其它兩個(gè)量之間的關(guān)系，然后綜合起來(lái)得出所要研究的幾個(gè)量之間的關(guān)系”. 控制變量的方法思考：一定質(zhì)量的氣體，它的溫度、體積和壓強(qiáng)三個(gè)量之間變化是相互對(duì)應(yīng)的.我們?nèi)绾未_定三個(gè)量之間的關(guān)系呢？第二張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.等溫變化：氣體在溫度不變的狀態(tài)下，發(fā)生的變化.2.在等溫變化中，氣體的壓強(qiáng)與體積可能存在著什么關(guān)系？實(shí)驗(yàn)3.實(shí)驗(yàn)研究定性關(guān)系猜想： p、V結(jié)論：V減小，p增大第三張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)視頻視頻演示視

2、頻演示第四張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理第五張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月V12301234p-V圖象該圖象是否可以說(shuō)明p與V成反比？思考如何確定p與V的關(guān)系呢？第六張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1/V12300.20.40.60.8p-1/V圖象第七張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月結(jié)論在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)p和體積V成反比.第八張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、玻意耳定律2、公式表述：pV=C(常數(shù) ) 或p1V1=p2V21、文字表述：一定質(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. P1/VPV3、適用范圍：

3、溫度不太低，壓強(qiáng)不太大4、圖像：第九張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.一定質(zhì)量氣體的體積是20L時(shí)，壓強(qiáng)為1105Pa。當(dāng)氣體的體積減小到16L時(shí)，壓強(qiáng)為多大？設(shè)氣體的溫度保持不變. p1V1=p2V2 答案:1.2510 5Pa第十張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月用氣體定律解題的步驟1確定研究對(duì)象被封閉的氣體(滿足質(zhì)量不變的條件)；2用一定的數(shù)字或表達(dá)式寫(xiě)出氣體狀態(tài)的初始條件(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；3根據(jù)氣體狀態(tài)變化過(guò)程的特點(diǎn)，列出相應(yīng)的氣體公式(本節(jié)課中就是玻意耳定律公式)；4將各初始條件代入氣體公式中，求解未知量；5對(duì)結(jié)果的物理意義進(jìn)行討論第十一張，

4、PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.如圖，一上端開(kāi)口,下端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管，下部有長(zhǎng)l1=66 cm 的水銀柱，中間封有長(zhǎng)l2=6.6 cm的空氣柱，上部有長(zhǎng)l3=44 cm的水銀柱，此時(shí)水銀面恰好與管口平齊.已知大氣壓強(qiáng)為p0=76 cmHg.如果使玻璃管繞底端在豎直平面內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)一周，求在開(kāi)口向下和轉(zhuǎn)回到原來(lái)位置時(shí)管中空氣柱的長(zhǎng)度.封入的氣體可視為理想氣體，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生漏氣.玻璃管開(kāi)口向上時(shí)玻璃管開(kāi)口向下時(shí)，從開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)一周后，由玻意耳定律有 p1l2S=p2hS p1l2S=p3hS解得 h=12 cm h=9.2 cmp0+gl3p1p1=p0+gl3 則p2=gl1，p

5、0=p2+gx p2p0+gxxp3p0+gx則p3=p0+gx 第十二張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十三張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月p/10 Pa5V12301234第十四張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、等溫變化圖象(2)溫度越高,其等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn).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？Vp1230結(jié)論:t3t2t11、特點(diǎn):(1)等溫線是雙曲線的一支.1、特點(diǎn):第十五張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(1)物理意義:反映壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系(2)點(diǎn)意義:每一組數(shù)據(jù)-反映某

6、一狀態(tài) (3)結(jié)論:體積縮小到原來(lái)的幾分之一,壓強(qiáng)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)的幾分之一.二、等溫變化圖象2、物理意義第十六張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3.如圖所示，是一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的p-V圖象，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程中，氣體分子平均速率的變化情況是( )A.一直保持不變B.一直增大C.先減小后增大D.先增大后減小由溫度決定pAVA=pBVBpV先增大后減小T先增大后減小D等溫線第十七張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)隨溫度的變化.猜想在等容變化中，氣體的壓強(qiáng)與溫度可能存在

7、著什么關(guān)系？三、等容變化第十八張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月查理是法國(guó)物理學(xué)家.1746年11月12日誕生于法國(guó)盧瓦雷的貝奧京西.大約在1787年，查理著手研究氣體的膨脹性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)在壓力一定的時(shí)候,氣體體積的改變和溫度的改變成正比.他進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)體積不變的時(shí)候，溫度每升高l，壓力就增加它在0時(shí)候壓力的1273.查理還用它作根據(jù)，推算出氣體在恒定壓力下的膨脹速率是個(gè)常數(shù).這個(gè)預(yù)言后來(lái)由蓋呂薩克和道爾頓（1766一1844）的實(shí)驗(yàn)完全證實(shí).查理（Jacques-Alexandre-Csar Charles，1746l823）1.查理生平介紹三、等容變化第十九張，P

8、PT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.實(shí)驗(yàn)視頻視頻演示視頻演示三、等容變化第二十張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月0Pt/0CAB0PT/KAB273.15氣體等容變化圖像3.等容變化的圖象三、等容變化第二十一張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(1)等容線：一定質(zhì)量的某種氣體在等容變化過(guò)程中，壓強(qiáng)p跟熱力學(xué)溫度T的正比關(guān)系pT在直角坐標(biāo)系中的圖象叫做等容線3.等容變化的圖象等容線 (2)一定質(zhì)量氣體的等容線pT圖象，其延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，斜率反映體積大小三、等容變化第二十二張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(3)一定質(zhì)量氣體的等容線的物理意義3.等容變化的圖象等容線

9、圖線上每一個(gè)點(diǎn)表示氣體一個(gè)確定的狀態(tài)，同一根等容線上各 狀態(tài)的體積相同 不同體積下的等容線，斜率越大，體積越?。ㄍ粶囟认?，壓 強(qiáng)大的體積?。┤鐖D所示，V2V1三、等容變化第二十三張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月p=CT或2、公式表述：1、文字表述：一定質(zhì)量的某種氣體,在體積不變的情況下,壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比. 或 壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比可以表示為另外形式4.查理定律三、等容變化第二十四張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（1）查理定律是實(shí)驗(yàn)定律，由法國(guó)科學(xué)家查理通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的5. 查理定律的說(shuō)明（3）在p/T=C中的C與氣體的種類、質(zhì)量、體積有關(guān)（2）適用條件：氣體

10、質(zhì)量一定，體積不變（4）一定質(zhì)量的氣體在等容時(shí)，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減?。┑膲簭?qiáng)是相同的（5）解題時(shí)前后兩狀態(tài)壓強(qiáng)的單位要統(tǒng)一注意：p與熱力學(xué)溫度T成正比,不與攝氏溫度成正比，但壓強(qiáng)的變化p與攝氏溫度t的變化成正比三、等容變化第二十五張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月高壓鍋內(nèi)的食物易熟6.應(yīng)用三、等容變化打足了氣的車胎在陽(yáng)光下曝曬會(huì)脹破第二十六張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4. 汽車行駛時(shí)輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會(huì)造成耗油量上升.已知某型號(hào)輪胎能在400C-900C正常工作, 為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時(shí)的最高胎壓不超過(guò)3.5 atm，最低胎壓

11、不低于1.6 atm，那么, 在t200C時(shí)給該輪胎充氣，充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)比較合適（設(shè)輪胎的體積不變）等容變化查理定律t 400C時(shí)，即T=233K時(shí)的胎壓等于1.6atmt900C時(shí)，即T=363K時(shí)的胎壓等于3.5atmpmin=2.01atm pmax2.83atm第二十七張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，體積隨溫度的變化.猜想在等壓變化中，氣體的體積與溫度可能存在著什么關(guān)系？四、等壓變化第二十八張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月蓋呂薩克（UosephLollis Gaylussac，17781850年）法國(guó)化學(xué)家、物理

12、學(xué)家.1.蓋呂薩克生平介紹蓋呂薩克1778年9月6日生于圣萊昂特.1800年畢業(yè)于巴黎理工學(xué)校. 1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72歲.1802年，蓋呂薩克發(fā)現(xiàn)氣體熱膨脹定律(即蓋呂薩克定律)壓強(qiáng)不變時(shí)，一定質(zhì)量氣體的體積跟熱力學(xué)溫度成正比.即V1/T1=V2/T2=C恒量.其實(shí)查理早就發(fā)現(xiàn)壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系，只是當(dāng)時(shí)未發(fā)表，也未被人注意.直到蓋-呂薩克重新提出后，才受到重視.早年都稱“查理定律”，但為表彰蓋-呂薩克的貢獻(xiàn)而稱為“查理-蓋呂薩克定律”.四、等壓變化第二十九張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.實(shí)驗(yàn)視頻四、等壓變化第三十張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月0VT氣體等壓變化圖像3.等壓變化的圖象四、等壓變化第三十一張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（1）等壓線：一定質(zhì)量的某種氣體在等壓變化過(guò)程中,體積V與熱力學(xué)溫度T的正比關(guān)系在VT直角坐標(biāo)系中的圖象.3.等壓變化的圖象等壓線 （2）一定質(zhì)量氣體的等壓線的VT圖象，其延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，斜率反