氣體的狀態(tài)-完整版獲獎課件

1、2.1 氣體的狀態(tài)目標定位知道描述氣體的狀態(tài)參量。知道如何測量大氣的壓強。知道如何研究氣體狀態(tài)變化過程?；A(chǔ)知識點溫度溫度是表示物體冷熱程度的物理量。從分子動理論的觀點來看，溫度是物體內(nèi)部分子無規(guī)則運動的劇烈程度的標志，溫度越高，物體內(nèi)部分子的熱運動越劇烈。初中，宏觀：表示物體冷熱程度的物理量。高中，微觀：分子平均動能的標志。溫標：溫度的表示方法。(我們在初中學過熱力學溫度和攝氏溫度。)我們學過用攝氏溫度表示的溫度：攝氏溫度用符號t表示，單位是攝氏度，符號是。具體規(guī)定：在海平面上，在一個標準大氣壓下：冰和水的混合物的溫度規(guī)定為：0水的沸點規(guī)定為：100在國際單位制中，用熱力學溫標表示的溫度，叫

2、做熱力學溫度。（熱力學溫度是國際單位制中七個基本量之一。）用符號T表示，它的單位是開爾文，簡稱開。符號是K。具體規(guī)定：將-273。15熱力學溫度的0K，用熱力學溫度和攝氏溫度表示溫度的間隔是相同的，即物體升高或降低的溫度用開爾文和攝氏度表示在數(shù)值上是相同的。熱力學溫度與攝氏溫度的數(shù)量關(guān)系是：Tt+273.15 K 體積 一定質(zhì)量的氣體占有某一體積，氣體分子可以自由移動，因而氣體總要充滿整個容器。氣體的體積就是指氣體所充滿的容器的容積。在國際單位制中，體積用V表示，它的單位是立方米，符號是：m3。體積的單位還有升、毫升，符號是：L、mL，它們與立方米的關(guān)系是：1m3=10L(dm3)=106ml

3、(cm3) 壓強（1）氣體壓強產(chǎn)生原因：氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的。 （氣體對器壁有壓力。這是氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的。用打氣筒把空氣打到白行車的車胎里去，會把車胎脹得很硬，就是因為空氣對車胎有壓力而造成的。）（2）氣體作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強。用P表示，在國際單位制中，壓強的單位是：帕斯卡，符號是：Pa 。1 Pa=1 Nm標準大氣壓： 1atm=1.013105Pa（1atm=76cmHg=760mmHg）液體壓強的計算：P=gh （液體的密度，h液體的豎直高度）P= g h=13.61039.80.76=1.013105Pa 例題理解1.關(guān)于熱力學溫度和攝氏溫度

4、()A熱力學溫度中的每1 K與攝氏溫度中每1大小相等B熱力學溫度升高1 K大于攝氏溫度升高1C熱力學溫度升高1 K小于攝氏溫度升高1D某物體攝氏溫度10，即熱力學溫度10 K答案 A解析熱力學溫度和攝氏溫度盡管是不同標準的計溫方式，但僅是起點不同，熱力學溫度中變化1 K與攝氏溫度中變化1是相同的，故A選項正確，B、C選項錯誤；攝氏溫度為10的物體，熱力學溫度為283.15 K，D選項錯誤，故選A。2.關(guān)于熱力學溫度，下列說法中正確的是()A33240 KB溫度變化1，也就是溫度變化1 KC攝氏溫度與熱力學溫度都可能取負值D溫度由t升至2t，對應的熱力學溫度升高了t273 K答案 AB解析 本題

5、主要考查熱力學溫度與攝氏溫度的關(guān)系：Tt273 K，由此可知：33240 K，A正確，同時B正確；D中初態(tài)熱力學溫度為t273 K，末態(tài)為2t273 K，溫度變化了t，故D錯；對于攝氏溫度，可取負值的范圍為0273.15 ，因絕對零度達不到，故熱力學溫度不可能取負值，故C錯。3.封閉容器中氣體的壓強()A是由氣體的重力產(chǎn)生的B是由氣體分子間相互作用力(引力和斥力)產(chǎn)生的C是由大量分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的D當充滿氣體的容器自由下落時，由于失重，氣體壓強將減小為零答案 C解析 氣體的壓強是大量氣體分子熱運動、頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的，氣體分子的熱運動不受重力、超重、失重的影響，所以只有C正確。點評氣體對器

6、壁的壓強是大量氣體分子對器壁撞擊的宏觀表現(xiàn)，是氣體分子熱運動的結(jié)果。二、大氣壓強的測量 1.托里拆利實驗簡介 托里拆利實驗器，水銀，1米以上的長玻璃管(或兩根玻璃管中間用橡皮管連接)，水槽(燒杯)。 1643年6月20日，意大利科學家托里拆利首先進行了這個實驗，故名托里拆利實驗。這個實驗測出了1個標準大氣壓的大小為約760mm汞柱或10.3m水柱。2.實驗的原理玻璃管內(nèi)沒有空氣 ，隨著汞柱的下降， 管內(nèi)汞的上方形成真空，管外汞面受到大氣壓強 ，大氣壓支撐管內(nèi)的水銀 。3. 實驗過程與方法 （1）一只手握住玻璃管中部，在管內(nèi)灌滿水銀，排除空氣，用另一只手的食指緊緊堵住玻璃管開口端把玻璃管小心地倒

7、插在盛有水銀的槽里待開口端全部浸入水銀槽內(nèi)時放開手指，將管子豎直固定當管內(nèi)外汞液液面的高度差約為760mm時，它就停止下降，讀出水銀柱的豎直高度。 （2）逐漸傾斜玻璃管，管內(nèi)水銀柱的豎直高度不變。 （3）繼續(xù)傾斜玻璃管，當傾斜到一定程度，管內(nèi)充滿水銀，說明管內(nèi)確實沒有空氣，而管外液面上受到的大氣壓強，正是大氣壓強支持著管內(nèi)760mm高的汞柱，也就是大氣壓跟760mm高的汞柱產(chǎn)生的壓強相等。（ 4）用內(nèi)徑不同的玻璃管和長短不同的玻璃管重做這個實驗（或同時做，把它們并列在一起對比），可以發(fā)現(xiàn)水銀柱的豎直高度不變。說明大氣壓強與玻璃管的粗細、長短無關(guān)。 （5）將長玻璃管一端用橡皮塞塞緊封閉，往管中注

8、滿紅色水，用手指堵住另一端，把玻璃管倒插在水中，松開手指。觀察現(xiàn)象并提問學生：“如把頂端橡皮塞拔去，在外部大氣壓強作用下，水柱會不會從管頂噴出？”然后演示驗證，從而消除一些片面認識，加深理解。 （6）通常人們把高760毫米汞柱所產(chǎn)生的壓強，作為1個標準大氣壓符號為1atm（atm為壓強的非法定單位），1atm的值約為1.013105Pa。如圖：是根據(jù)托里拆利實驗原理，制成的槽式氣壓計及其結(jié)構(gòu)圖：4.用槽式氣壓計方便地測出大氣壓強使用時，調(diào)節(jié)其下端螺旋，使水銀面恰好接觸象牙針尖，移動附在刻度尺上的游標就可以準確讀出大氣壓強值。三、3. 狀態(tài)變化過程可分為等溫過程，等容過程，等壓過程。我們以等溫過

9、程（玻意耳定律）簡單介紹一下。等溫過程是熱力學過程的一種，即是指熱力學系統(tǒng)在恒定溫度下發(fā)生的各種物理或化學過程。在整個等溫過程中，熱量的傳遞使系統(tǒng)與其外界處于熱平衡狀態(tài)。等溫過程例如，與恒溫箱接觸的一個氣筒，可用一活塞對它緩慢地壓縮，所做的功表現(xiàn)為流進容器內(nèi)使氣體的溫度保持不變的能量。蓄電池在室溫下緩慢充電和放電，都是近似的等溫過程。又如，在101.325kpa，273.15K下冰的熔化成水是等溫，恒壓的可逆相變過程。對一定質(zhì)量理想氣體等溫可逆過程的特征是氣體壓強P和體積V的乘積不變，PV=恒量。理想氣體的內(nèi)能僅僅是溫度的函數(shù)，所以過程中內(nèi)能不變。四、【例1】如圖所示，U形管內(nèi)用水銀柱封閉兩段

10、氣體A、B，已知大氣壓p0為76厘米汞柱。試求封閉氣體A、B的壓強?！窘馕觥繉段空氣柱分析可知pB=pC。又 所以 對A段空氣柱，可在D處選一液片，該液片兩側(cè)的壓強分布如圖所示所以有 解得 答案：81 cmHg 86 cmHg【例2】如圖所示，在溫度不變的情況下，把一根長為100 cm，上端封閉的玻璃管豎直插入水銀槽中，插入后管口到槽內(nèi)水銀面的距離是管長的一半，若大氣壓為75 cmHg，求水銀進入管內(nèi)的長度?！窘馕觥垦芯坎ＡЧ軆?nèi)被封閉的空氣柱。初態(tài)：玻璃管未插入水銀槽之前，p1=p0=75 cmHg；V1=LS=100S末態(tài)：玻璃管插入水銀槽后，設管內(nèi)外水銀面高度差為h，則p2=p0+h=75+hV2=L-（ -h）S=100-（50-h）S=（50+h）S根據(jù)玻意耳定律p1V1=p2V2得 75100S=（75+h）（50+h）S即h2+12