氣體實驗定律

第一頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日1.了解氣體的等溫變化,掌握玻意耳定律及其應用.2.了解氣體的等容變化,掌握查理定律及其應用.3.了解氣體的等壓變化,掌握蓋·呂薩克定律及其應用.4.理解理想氣體的狀態(tài)方程,并會進行相關計算.第二頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日

1.研究氣體的狀態(tài)變化規(guī)律(1)氣體的狀態(tài)參量:研究氣體的性質時,常用氣體的________?________和________描述氣體的狀態(tài).三個狀態(tài)參量一定時,氣體的狀態(tài)一定.三個狀態(tài)參量中至少兩個以上的狀態(tài)參量發(fā)生變化,氣體的狀態(tài)發(fā)生了變化,只有一個狀態(tài)參量變化,其它兩個狀態(tài)參量不變的過程是不能發(fā)生的,其它兩個參量中至少有一個參量將隨之變化.壓強溫度體積第三頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日(2)研究方法:用實驗的方法同時研究________之間的變化關系比較困難,可以采用________的方法,控制其中一個參量不變,研究另外________之間的變化關系.3個參量控制變量2個參量第四頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日2.攝氏溫度與熱力學溫度(1)攝氏溫度一種溫度表示方法,規(guī)定標準大氣壓下冰的溶點為________.水的沸點為________.在0℃和100℃之間分成100等份,每一份就是1℃.(2)熱力學溫度現代科學中常用的一種溫度表示方法,規(guī)定-273℃為零度,它的1開________攝氏溫度的一度.0℃100℃等于第五頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日

(3)攝氏溫度與熱力學溫度的關系a.攝氏溫度:用符號t表示,單位________,符號為℃.b.熱力學溫度:用符號T表示,單位________,符號為K.c.關系:T=________.3.氣體的等溫變化——玻意耳定律(1)氣體的等溫變化:一定________的氣體,在溫度保持不變時,氣體的壓強隨體積的變化而變化.度

開t+273質量第六頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日

(2)實驗探究氣體的等溫變化規(guī)律a.實驗裝置如圖所示,一個50cm3的針筒和一個氣壓計,將活塞置于針筒中央,用一根短橡膠管將針筒和氣壓計連在一起.研究對象為針筒內封閉的氣體,壓強的數值由氣壓計讀出,氣體的體積由針筒刻度讀出.第七頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日b.實驗方法緩慢向前推或向后拉活塞(保持氣體溫度不變),待氣壓計穩(wěn)定,計下此時氣體的壓強(p)和體積(V),繼續(xù)實驗,求出幾組對應的體積和壓強.第八頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日分析實驗數據可知,一定質量的氣體,壓強隨體積的減小而增大,隨體積的增大而減小.由實驗數據算出直線第九頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日d.實驗結論一定質量的氣體,在溫度保持不變的情況下,壓強與體積成________.(3)玻意耳定律英國科學家玻意耳和法國科學家馬略特分別先后通過獨立實驗發(fā)現了氣體的等溫變化規(guī)律.內容:一定質量的氣體________________________________________.表達式:________________________________.反比在溫度保持不變的條件下,壓強與體積成反比pV=Cp1V1=p2V2第十頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日4.氣體的等容變化——查理定律(1)氣體的等容變化:一定________的氣體,在________保持不變的情況下,壓強隨________變化而變化.(2)實驗探究氣體的等容變化規(guī)律質量體積溫度第十一頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日a.實驗裝置如圖所示,小燒瓶通過塑料管與氣壓計相連,把燒瓶放在大燒杯里的水中加熱.研究對象為燒瓶內封閉的氣體,氣體的壓強由氣壓計直接讀出,氣體的溫度可以從________直接讀出.溫度計第十二頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日b.實驗方法加熱燒杯,待氣壓計讀數穩(wěn)定后,記下氣體的壓強和溫度,繼續(xù)實驗,求出幾組對應的溫度和壓強.第十三頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日c.實驗數據處理從實驗可看出,一定質量的氣體,在體積保持不變時,氣體的壓強隨________升高而增大.把幾組p?T值在p-T坐標平面上,描出圖象,發(fā)現是一條延長線通過原點的直線.溫度第十四頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日d.實驗結論一定質量的氣體,在體積保持不變的條件下,壓強與熱力學溫度成正比.第十五頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日

(3)查理定律a.內容:一定質量的某種氣體,在________不變的情況下,它的壓強跟_______________成正比,這個規(guī)律叫查理定律.b.表達式:________________.對于一定質量的某種氣體,在兩個確定的狀態(tài)Ⅰ(p1V0T1)和Ⅱ(p2V0T2)有體積保持熱力學溫度第十六頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日5.氣體的等壓變化——蓋·呂薩克定律(1)一定質量的氣體,在壓強保持不變時,氣體的體積隨溫度的變化而變化.(2)實驗探究氣體的等壓變化規(guī)律第十七頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日a.實驗裝置如圖所示,用水銀將一定質量的空氣封閉在上端開口的毛細管中,將毛細管與溫度計一起固定在直尺上,放入盛水的燒杯中.研究對象是毛細管中被封閉的氣體.第十八頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日b.實驗方法加熱燒杯,待溫度計示數穩(wěn)定后,記下氣體的溫度和體積,繼續(xù)實驗,求出幾組對應的溫度和體積.第十九頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日c.實驗數據處理通過實驗看出,一定質量的氣體在________保持不變時,________隨溫度升高而增大.把獲得的幾組溫度和體積的數據,在V-T平面內描出圖象,發(fā)現圖象是延長線通過原點的直線.壓強體積第二十頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日d.實驗結論一定質量的氣體在壓強保持不變的情況下,體積與熱力學溫度成正比.第二十一頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日(3)蓋·呂薩克定律a.內容:一定質量的氣體,在壓強保持不變的條件下,體積與熱力學溫度成正比.b.表達式________或

V∝T第二十二頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日6.理想氣體的狀態(tài)方程(1)三個氣體實驗定律成立的條件是_______________?_______________.(2)三個狀態(tài)參量都變化時的關系:________.注意C與氣體的種類和質量有關.壓強不太大溫度不太低第二十三頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日

1.氣體壓強的計算(1)靜止或勻速運動系統中壓強的計算方法a.由液體封閉的部分氣體的壓強,液柱重力產生的壓強p′=ρgh,液面與大氣相接觸,則封閉氣體的壓強為p=p0±ρgh,如圖所示.h為液柱豎直高度.第二十四頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日b.根據連通器原理分析被液體封閉的部分氣體壓強.連通器中,同一種液體(中間液體不間斷)的同一水面上的壓強是相等的.如圖所示,封閉氣體的壓強p=p0+ρgh.第二十五頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日c.用帕斯卡定律(液體傳遞外加壓強的規(guī)律):加在密閉的靜止液體上的壓強,能夠大小不變地由液體向各個方向傳遞.如下圖所示,兩端封閉的U型管,封閉兩部分氣體壓強分別為p1?p2,p1?p2的關系為:p2=p1+ρghp1=p2-ρgh.第二十六頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日d.用固體(如活塞)封閉在靜止的容器中的氣體壓強,應對固體(如活塞)進行受力分析,然后根據力的平衡條件求解.如下圖甲所示,氣缸光滑,截面積為S,則封閉氣體壓強p=p0+,如圖乙所示,氣缸光滑,截面積為S,活塞質量為M,則封閉氣體壓強p=p0+第二十七頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日

(2)容器加速運動時封閉氣體壓強的計算當容器加速運動時,通常選與氣體相關聯的液柱?氣缸或活塞為研究對象,進行受力分析,然后由牛頓第二定律列方程,求出封閉氣體的壓強.如圖所示,當豎直放置的玻璃管向上加速時,對液柱有pS-p0S-mg=ma,得p=p0+第二十八頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日2.玻意耳定律及氣體的等溫變化圖線(p-V圖線)(1)適用條件:氣體的質量一定,溫度一定且溫度不太低,壓強不太大.(2)表達式:p1V1=p2V2pV=CC為恒量與氣體的種類?質量?溫度有關.對一定質量的氣體,溫度越高,pV值越大.第二十九頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日

(3)一定質量的氣體的等溫變化圖線a.p-V圖線一定質量的氣體,在溫度不變的情況下壓強p與體積V成反比.因此等溫過程的p-V圖象是雙曲線的一支,如圖所示,為一定質量的氣體,在不同溫度下的等溫變化圖線,T2>T1.雖然都是雙曲線的一支,但離開原點的距離不同,在相同體積的情況下,p2>p1,因為體積相同時,分子密度相同,溫度越高,分子熱運動劇烈,所以壓強大,因此T2>T1.第三十頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日第三十一頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日b.p-圖線一定質量的氣體,溫度不變時,pV=恒量,p與V成反比,即p與成正比,在坐標平面內的等溫線是一條通過原點的直線,圖線斜率即為p與V的乘積,由pV=CT可知,pV積越大,保持不變的溫度就越高.如圖所示,圖線2的斜率大于圖線1的斜率,所以T2>T1.第三十二頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日3.查理定律及氣體的等容變化圖線(p-T圖線)(1)內容:一定質量的氣體,在體積保持不變的條件下,壓強與熱力學溫度成正比.第三十三頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日

(3)圖象第三十四頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日如圖所示,一定質量的氣體,體積保持不變時,p-T圖線是延長線通過原點的直線,直線斜率是與氣體種類?質量?體積有關的恒量.體積不同,直線斜率不同,體積越大,直線斜率越小.p-T圖中V2>V1,p-t圖中V1>V2.第三十五頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日4.蓋·呂薩克定律及氣體的等壓變化圖線(V-T圖線)(1)內容:一定質量的氣體,在壓強保持不變的情況下,體積與熱力學溫度成正比.第三十六頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日(3)圖象如圖所示,一定質量的氣體,在壓強保持不變時,氣體的V-T圖線是延長線通過原點的直線.

第三十七頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日直線的斜率是與氣體的種類?質量?壓強有關的恒量.壓強不同直線的斜率不同.由于C為恒量與氣體的種類?質量有關,所以保持不變的壓強越大,直線斜率越小,即p1<p2.第三十八頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日5.溫度變化與液柱(或活塞)的移動問題(1)假設法被液柱(或活塞)封閉的兩部分相聯系的氣體,它們的狀態(tài)發(fā)生變化時(如溫度升高或降低),將引起液柱(或活塞)的移動.一般氣體的狀態(tài)參量p?V?T都發(fā)生了變化,直接判斷液柱(或活塞)的移動方向比較困難.通常先假設一個等值變化過程,判斷其它兩個量的變化關系,再進一步分析液柱(或活塞)的移動方向.

第三十九頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日如對某一個狀態(tài)變化過程進行研究,先假設液柱(或活塞)不動,則兩部分氣體均做等容變化,對兩部分氣體分別用查理定律求出壓強的變化量,Δp=·p即升高相同的溫度時,壓強大的氣體壓強的增量大,降低相同溫度時,壓強大的氣體壓強的減小量大,故可以判斷出液柱(或活塞)的移動方向.再如先假定氣體發(fā)生等壓變化過程,由蓋·呂薩克定律,

ΔV=·V看出兩部分氣體壓強不變時,原來哪部分氣體體積大,升高相同的溫度時,體積的增量就大,反之降低相同的溫度,哪個體積大,哪個體積減小的就多,來進行判斷.第四十頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日

(2)極限法極限法分析問題時,是把問題中的某種變化推向極端,把某些量設為極大或極小,以此為基礎,進行相關的動態(tài)分析.如圖所示,兩端封閉?粗細均勻?豎直放置的玻璃管內有一段長為h的水銀柱,將管內氣體分為兩部分.已知l2=2l1,若使兩部分氣體同時升高相同的溫度,管內水銀柱將如何運動?(設原來溫度相同)第四十一頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日根據極限法:由于管上段氣柱壓強p2較下段氣柱壓強p1小,設想p2→0,即管上部認為近似為真空,于是立即得到,溫度T升高,水銀柱向上移動.第四十二頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日6.等溫變化中的變質量問題該類問題是指充氣?抽氣?分袋?漏氣等問題中的體積?壓強的變化問題,房間內溫度升高?降低,房間內空氣質量的變化問題.解決問題時,常把變質量的問題轉化為等質量問題,如充氣問題,可將若干次充入的氣體和開始時容器內的氣體作為初始狀態(tài),最終容器內的氣體作為末狀態(tài);抽氣時可將一次抽氣的開始和結束分別作為始?末狀態(tài)等.第四十三頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日典例剖析 (學生用書P41)第四十四頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日題型一封閉氣體壓強的計算例1:如圖所示,粗細均勻的U形管的A端是封閉的,B端開口向上,兩管中水銀面的高度差h=20cm,外界大氣壓強為76cmHg,求A管中封閉氣體的壓強.第四十五頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:連通器的液體中相同水平高度處壓強相等,與B管中液面相平的A管中的C點的壓強等于大氣壓強,p0=pA+ph,pA=p0-ph=76cmHg-20cmHg=56cmHg.答案:56cmHg第四十六頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日規(guī)律技巧:一般被液柱封閉的氣體的壓強計算,常用到液體的壓強公式P=ρgh,帕斯卡定律——液體傳遞外加壓強的規(guī)律,還有連通器原理——連通器中同一液體同一水平面上的壓強是相等的,應用這些規(guī)律進行求解.有時也采用這樣的方法,即選取一個假想的液體薄面為研究對象,分析兩側的受力情況,建立力的平衡方程,消去橫截面積,得到液面兩側的壓強平衡方程,進一步求氣體的壓強.

第四十七頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日變式訓練1:如圖所示,玻璃管中都灌有水銀,分別求出幾種情況被封閉的氣體的壓強.(設大氣壓強為76cmHg)第四十八頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:甲圖中與槽內水銀面相平的管內的點的壓強等于大氣壓強即pA+ph=p0pA=p0-ph=76cmHg-5cmHg=71cmHg乙圖中右管中pA+ph=p0pA=p0-ph=76cmHg-10cmHg=66cmHg丙圖中pA=p0+ph=76cmHg+10cmHg·sin30°=81cmHg丁圖中pA=p0-pa=76cmHg-5cmHg=71cmHg右管中封閉氣體壓強pB+pb=pApB=pA-pb=71cmHg-5cmHg=66cmHg第四十九頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日答案:甲71cmHg乙66cmHg丙81cmHg丁A71cmHgB66cmHg第五十頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日題型二玻意耳定律的應用例2:粗細均勻的玻璃管,一端封閉,長為12cm.一個人手持玻璃管開口向下潛入水中,當潛到水下某深度時看到水進入玻璃管口2cm,求潛入水中的深度.(取水面上大氣壓強為p0=1.0×105Pa,g取10m/s2,池中水溫度恒定)第五十一頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:確定研究對象為被封閉的一部分氣體,玻璃管下潛的過程中氣體的狀態(tài)變化可視為等溫過程.設潛入水下的深度為h,玻璃管的橫截面積為S.氣體的初?末狀態(tài)參量分別為初狀態(tài):p1=p0,V1=12S末狀態(tài):p2=p0+ρgh,V2=10S由玻意耳定律p1V1=p2V2,得解得h=2m.答案:2m第五十二頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日規(guī)律技巧:(1)用玻意耳定律解題時的思路是:首先確定研究對象(某一部分氣體),分析這部分氣體的狀態(tài)變化過程中是否保持溫度不變,保持溫度不變時才可應用玻意耳定律解題;明確氣體狀態(tài)變化中的初?末兩狀態(tài),找出兩狀態(tài)下的體積和壓強.再利用玻意耳定律列方程求解.(2)求出結果后,要注意結果的合理性.第五十三頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日變式訓練2:有一長100cm的粗細均勻的玻璃管開口向上豎直放置,管內由20cm長的水銀柱封閉著50cm長的空氣柱,今若將管口向下豎直放置,求空氣柱長度變?yōu)槎嗌?(設外界大氣壓強為75cmHg)第五十四頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:以封閉氣體為研究對象,假設水銀柱長度不變,設管的橫截面積為S,開口向下時氣柱長為x0.初態(tài)p1=95cmHg,V1=50S末態(tài)p2=55cmHg,V2=x0S由玻意耳定律p1V1=p2V2得95×50S=55x0S解得x0=86.4cm不符合實際,說明開口向下時,有水銀流出.第五十五頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日再設剩水銀柱長xcm.p3=(75-x)cmHg,V3=(100-x)S由p1V1=p3V3得95×50S=(75-x)(100-x)S解得x1=157.5cm(舍去),x2=17.5cm空氣柱長為100cm-17.5cm=82.5cm答案:82.5cm第五十六頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日題型三查理定律的應用例3:電燈泡內充有氮氬混合氣體,如果要使燈泡內的混合氣體在500℃時的壓強不超過一個大氣壓,則在20℃的室溫下充氣,燈泡內氣體壓強至多能充到多少?第五十七頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:燈泡內氣體初末狀態(tài)的參量為:氣體在20℃時的熱力學溫度為T1=(273+20)K=293K氣體在500℃時,p2=1atm,T2=(273+500)K=773K答案:0.38atm第五十八頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日規(guī)律技巧:使用查理定律解決氣體的等容變化問題時,一般的思路?步驟是:(1)選定體積不變的一定質量的氣體為研究對象;(2)分析初?末狀態(tài)的壓強和溫度;(3)根據查理定律列方程;(4)解方程,對結果進行分析?討論;(5)如果是多段氣體的等容變化問題,分別對每段氣體列查理定律方程,同時注意各段氣體狀態(tài)參量間的聯系.

第五十九頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日變式訓練3:有人設計了一種測溫裝置,其結構如圖所示,玻璃泡A內封有一定質量的氣體,與A相連的B管插在水銀槽中,管內水銀面的高度x即可反映泡內氣體的溫度,即環(huán)境溫度,并可由B管上的刻度直接讀出,設B管的體積與A泡的體積相比可略去不計,在1個標準大氣壓下對B管進行溫度刻線(1標準大氣壓相當于76cmHg的壓強).已知當溫度t1=27℃時,管內水銀面高度x=16cm,此高度即為27℃的刻度線,問溫度t=0℃刻度線在何處?第六十頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:選玻璃泡A內的一定量的氣體為研究對象,對于B管內的體積略去不計,溫度變化時A內氣體經歷的是一個等容過程.第六十一頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日答案:21.4cm第六十二頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日題型四蓋·呂薩克定律的應用例4:體積為V1=100cm3的空心球帶有一根有刻度的均勻長管,管上共有N=101個刻度,設長管與球連接處為第一個刻度,以后順序往上排列,相鄰兩刻度間管的體積為0.2cm3,水銀液滴將球內空氣與大氣隔開,如圖所示.當溫度t=5℃時,水銀液滴在刻度為N=21的地方.那么在此大氣壓下,能否用它測量溫度?說明理由,若能,求其測量范圍.(不計空心球的熱膨脹).第六十三頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:因為管口和大氣相通,所以球內氣體的體積隨溫度的升高而膨脹,氣體是等壓變化,根據蓋·呂薩克定律:=恒量.溫度的增加與體積的增加成正比,所以可以用來測量溫度.測量溫度的范圍應該為氣體的體積從V1=100cm3等壓變化到V2=100cm3+100×0.2cm3=120cm3,這個范圍所對應的氣體溫度T1~T2之間,根據題意當T0=273K+5K=278K時,氣體的體積V0=(100+20×0.2)cm3=104cm3.第六十四頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日答案:-5.7℃~47.8℃.第六十五頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日規(guī)律技巧:蓋·呂薩克定律描述的是一定質量的氣體發(fā)生的等壓變化過程,應是壓強保持不變,體積與熱力學溫度成正比;如果是變質量的問題,應從整體考慮,轉化為一定質量的問題,再由等壓變化規(guī)律求解.

第六十六頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日變式訓練4:一個開著窗戶的房間,溫度為7℃時,室內空氣質量為mkg,當溫度升高到27℃時,室內空氣的質量為________千克.解析:以跑到室外氣體和室內氣體的整體為研究對象,設原來體積為V1,溫度升高后體積為V2,已知T1=280K,T2=300K.第六十七頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日第六十八頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日題型五氣體狀態(tài)變化的圖線問題例5:如圖所示,為一定質量的氣體在不同溫度下的兩條等溫線,則下列說法正確的是()第六十九頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日A.從等溫線可以看出,一定質量的氣體在發(fā)生等溫變化時,其壓強與體積成反比B.一定質量的氣體,在不同溫度下的等溫線是不同的C.由圖可知T1>T2D.由圖可知T1<T2第七十頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:從氣體的等溫圖線看是雙曲線的一支,所以選項A正確,選項B也正確.在相同體積時,T2圖線的壓強大,說明保持不變的溫度是T2>T1,選項D正確.答案:ABD第七十一頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日規(guī)律技巧:用圖線描述一定質量的氣體的狀態(tài)變化過程,直觀?方便.一定質量氣體的p-V圖線是雙曲線的一支,離原點越遠的圖線,保持不變的溫度越高;一定質量氣體的等容變化圖線(p-T圖線)是延長線通過原點的直線,直線的斜率越大,保持不變的體積越小;一定質量氣體的等壓變化圖線(V-T圖線)是延長線通過原點的直線,直線斜率越大,保持不變的壓強越小.

第七十二頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日變式訓練5:如圖所示為一定質量的氣體由狀態(tài)A經過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V-T圖線,已知氣體的壓強在狀態(tài)A時的大小是1.5×105Pa.第七十三頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日第七十四頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日

(1)說出A→B過程中壓強變化的情形,并根據圖象提供的信息,計算圖中TA的溫度值.(2)請在圖乙坐標系中,做出由狀態(tài)A經狀態(tài)B變化為狀態(tài)C的p-T圖線,并在圖線相應位置標出字母A?B?C,如果需要計算才能確定有關坐標值,寫出計算過程.第七十五頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:(1)由圖甲可以看出,A與B的連線的延長線過原點O,所以A→B是一個等壓變化,即pA=pB第七十六頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日答案:(1)200K(2)狀態(tài)變化圖線如圖所示第七十七頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日題型六一定質量的理想氣體的狀態(tài)變化方程例6:一活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內,初始時氣體體積為3.0×10-3m3.用DIS實驗系統測得此時氣體的溫度和壓強分別為300K和1.0×105Pa.推動活塞壓縮氣體,測得氣體的溫度和壓強分別為320K和1.6×105Pa.(1)求此時氣體的體積;(2)保持溫度不變,緩慢改變作用在活塞上的力,使氣體壓強變?yōu)?.0×104Pa,求此時氣體的體積.第七十八頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日第七十九頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日答案:(1)2.0×10-3m3(2)4.0×10-3m3第八十頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日規(guī)律技巧:一定質量的理想氣體的狀態(tài)變化方程,只解決恒定質量的氣體的狀態(tài)變化問題,變質量的狀態(tài)變化問題要轉化為恒定質量的狀態(tài)變化問題,適當選取狀態(tài)變化過程中的兩個狀態(tài),利用氣態(tài)方程求解未知量.第八十一頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日變式訓練6:如圖所示,用鐵釘固定的活塞將水平放置的容器隔成A和B兩部分,其體積之比為VA:VB=2:1,起初A中有溫度為27℃,壓強為1.8×105Pa的空氣,B中有溫度為127℃,壓強為1.2×105Pa的空氣,拔出鐵釘使活塞可以無摩擦地移動(無漏氣),由于容器壁緩慢導熱,最后氣體都變成27℃,活塞也停住,求最后A中氣體的壓強.第八十二頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:本題涉及兩部分氣體,它們之間沒有氣體交換,但兩部分氣體體積之和保持不變,它們的平衡條件是壓強相等.設初始狀態(tài):VA=2VB,VB=V0第八十三頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日答案:1.5×105Pa第八十四頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日題型七氣體狀態(tài)變化過程中的動態(tài)分析問題例7:如圖所示,兩根粗細相同,兩端開口的直玻璃管A和B;豎直插入同一水銀槽中,各用一段水銀柱封閉著一定質量同溫度的空氣,空氣柱長H1>H2,水銀柱長h1>h2,今使封閉氣柱降低相同的溫度(大氣壓保持不變),則兩管中氣柱上方的水銀柱的移動情況是()第八十五頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日A.均向下移動,A管移動的較多B.均向上移動,A管移動的較多C.A管向上移動,B管向下移動D.無法判斷第八十六頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:因為在溫度降低過程中,被封閉氣柱的壓強恒等于大氣壓強與水銀柱自重產生的壓強之和,故封閉氣柱均做等壓變化,因此可推知,封閉氣柱下面的水銀面高度不變.根據蓋·呂薩克定律的分比形式ΔV=·V,因A?B管中的封閉氣柱,初溫度T相同,溫度降低量ΔT也相同,且ΔT<0,所以ΔV<0,即A?B管中氣柱的體積都減小;又因為H1>H2,A管中氣柱的體積大,|ΔV1|>|ΔV2|,A管中氣柱減小的較多,故A?B兩管氣柱上方的水銀柱均向下移動,且A管中的水銀柱下移的較多,選項A正確.答案:A第八十七頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日規(guī)律技巧:此類問題中,常假設氣體體積不變,利用查理定律的分比式Δp=·p來確定哪部分氣體壓強的增量大,進一步確定液柱的移動方向,或假定氣體的壓強不變,利用蓋·呂薩克定律的分比式ΔV=·V來確定哪部分氣體體積的增量大,進一步確定液柱的移動方向.第八十八頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日變式訓練7:如圖所示,A?B兩容器容積相等,用粗細均勻的細玻璃管相連,兩容器內裝有不同氣體,細管中央有一段水銀柱,在兩邊氣體作用下保持平衡時,A中氣體的溫度為0℃,B中氣體溫度為20℃,如果將它們的溫度都降低10℃,則水銀柱將()A.向A移動 B.向B移動C.不動 D.不能確定第八十九頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:由Δp=·p,可知,ΔT一定,原來兩部分氣體壓強相等,所以Δp∝,故A部分氣體壓強減小的多,水銀柱左移,選項A正確.答案:A第九十頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日課內針對性訓練(學生用書P44)第九十一頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日1.兩端封閉的等臂U形管中,a和b被水銀柱隔開,當U形管豎直放置時,兩空氣柱的高度差為h,如圖所示,現將這個管平放,使兩臂位于同一水平面內,穩(wěn)定后兩空氣柱的長度差為L,若溫度不變,則()A.L>hB.L=hC.L=0D.L<h,L≠0第九十二頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:a?b兩部分氣體,在U形管豎直放置時pa=pb+ρgh,當U形管放平后,a?b兩部分氣體的壓強應達到相等,a的壓強要變小,所以a氣體膨脹;b的壓強要增大,氣體體積要縮小,即a?b兩氣柱長度差L>h,選項A正確.答案:A第九十三頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日2.如圖所示,管內水銀面上方封閉一段氣體,管內外水銀面高度差h=72cm,大氣壓強為76cmHg,下列說法正確的是()A.將管稍上提,h不變B.將管稍上提,h變小C.將管稍上提,h變大D.將管稍下壓,h變小第九十四頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:將管稍上提時,假定內外液面高度差不變,封閉氣體的體積變大,根據玻意耳定律,氣體壓強減小,由氣體的壓強p=p0-ph,所以ph增大,即h變大,選項C正確.同理,將管向下壓時,氣體的體積減小,壓強增大,h變小,選項D正確.答案:CD第九十五頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日3.如圖所示,一端封閉的粗細均勻的玻璃管,開口向上豎直放置,管中有兩段水銀柱,封閉了兩段空氣柱,開始時V1=2V2,現將玻璃管緩慢均勻的加熱,則下述說法中正確的是()A.加熱過程中,始終保持V1′=2V2′B.加熱后V1′>2V2′C.加熱后V1′<2V2′D.條件不足,無法確定第九十六頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日答案:A第九十七頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日4.如圖所示,物體A和活塞的總重為50N,活塞面積為10cm2,活塞可以在氣缸內上下無摩擦滑動且無漏氣現象,如果外界大氣壓強為1.0×105Pa,溫度為27℃,則氣缸內的氣體的壓強為________Pa,若保持活塞的位置不變,當溫度升高到87℃時,需要在活塞上再增加________N的物體.第九十八頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日答案:1.5×10530第九十九頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日課外梯度練習 (學生用書P45)A組基礎知識強化訓練第一百頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日1.如圖所示,是一定質量的某種氣體狀態(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.先增大后減小第一百零一頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:由圖象可和,pAVA=pBVB,所以A?B兩狀態(tài)的溫度相等,在同一等溫線上.由于離原點越遠的等溫線溫度越高,所以從狀態(tài)A到狀態(tài)B溫度應先升高后降低,分子平均速率先增大后減小.答案:D第一百零二頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日2.一個開口玻璃瓶內有空氣,現將瓶口向下按入水中,在水面下5m深處恰能保持靜止不動,下列說法中正確的是()A.將瓶稍向下按,放手后又回到原來位置B.將瓶稍向下按,放手后加速下沉C.將瓶稍向上提,放手后又回到原處D.將瓶稍向上提,放手后加速上升第一百零三頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:瓶保持靜止不動,則受力平衡mg=ρgV,由玻意耳定律,將瓶向下按后,p增大而V減小,mg>ρgV,故放手后加速下沉.同樣道理,D選項也正確.答案:BD第一百零四頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日3.(2008·上海)如圖所示,兩端開口的彎管,左管插入水銀槽中,右管有一段高為h的水銀柱,中間封有一段空氣,則()A.彎管左管內外水銀面的高度差為hB.若把彎管向上移動少許,則管內氣體體積增大C.若把彎管向下移動少許,則右管內的水銀柱沿管壁上升D.若環(huán)境溫度升高,則右管內的水銀柱沿管壁上升第一百零五頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:管內氣體壓強p=p0+ph,由此可知,左邊液面高度差等于h,選項A正確.彎管向上移動,氣體壓強不變,體積也不變,選項B錯.同理,選項C正確.若環(huán)境溫度升高,封閉氣體等壓變化,體積增大,右側水銀柱上升,選項D正確.答案:ACD第一百零六頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日4.一定質量的氣體自狀態(tài)A經狀態(tài)C變化到狀態(tài)B,這一過程在V-T圖上表示,如圖所示()A.在過程AC中,氣體的壓強不斷變大B.在過程CB中,氣體的壓強不斷變小C.在狀態(tài)A時,氣體的壓強最大D.在狀態(tài)B時,氣體的壓強最大第一百零七頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:氣體的A→C變化過程是等溫變化,由pV=恒量可知,體積減小,壓強增大,選項A正確.在C→B變化過程中,氣體的體積不發(fā)生變化,是等容變化,由恒量可知,溫度升高,壓強增大,選項B錯.所以在由A→C→B的過程中氣體的壓強始終增大,所以氣體在狀態(tài)B時壓強最大,選項C錯,D正確.答案:AD第一百零八頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日5.如圖所示,在開口向上的豎直放置的玻璃管內橫截面積為0.1cm2,管中有一段15cm長的水銀柱將一些空氣封閉在管中,此時氣體的溫度是27℃,當溫度升高到30℃時,為了使氣體體積不變,需要再注入多少克水銀,設大氣壓強為p0=75cmHg且不變,水銀密度ρ=13.6g/cm3.第一百零九頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:由于氣溫升高,壓強不變,體積增大,使管中水銀柱上移,為保持體積不變,應向管中再注入一定量的水銀,增加的壓強使體積減小與由于溫度升高而增加的體積相互抵消,就能保持體積不變,設再注入水銀柱長為xcm,以封閉在管中的氣體為研究對象.初態(tài):p1=p0+ph=90cmHg,T1=300K末態(tài):p2=(90+x)cmHg,T2=303K第一百一十頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日由查理定律所以x=0.9cm則注入水銀的質量m=ρxS=13.6×0.9×0.1g=1.2g.

答案:1.2g第一百一十一頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日6.如圖,內徑均勻的U形管中裝入水銀,兩管中水銀面與管口的距離均為l=10.0cm,大氣壓強p0=75.8cmHg時,將右側管口封閉,然后從左側管口處將一活塞緩慢向下推入管口,直到左右兩側水銀面高度差h=6.0cm為止.求活塞在管內移過的距離.第一百一十二頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日答案:6.4cm第一百一十三頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日7.一定質量的氣體,要從溫度T1的狀態(tài),變化到溫度T2的狀態(tài),并且T2>T1,則可供選擇的過程是()A.先等壓壓縮,再等容降壓B.先等容降壓,再等壓壓縮C.先等溫膨脹,再等容降壓D.先等溫壓縮,再等壓膨脹答案:D第一百一十四頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日8.如圖所示,有一段12cm長的汞柱在均勻玻璃管中封住一定質量的氣體,若開口向上將玻璃管放在傾角為30°的光滑斜面上,在下滑的過程中被封閉氣體的壓強為(大氣壓強p0=76cmHg)()A.76cmHgB.82cmHgC.88cmHgD.70cmHg第一百一十五頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日解析:如圖所示,水銀柱受4個力作用而加速下滑,于是有p0S+Mgsinθ-pS=Maa=gsinθ因此p0S=pSp=p0=76cmHg答案:A第一百一十六頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日9.如圖所示是一定質量的氣體的三種狀態(tài)變化過程,那么,以下四種解釋中,哪些是正確的()第一百一十七頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日A.a→d的過程氣體體積增加B.b→d的過程氣體體積不變C.c→d的過程氣體體積增加D.a→d的過程氣體體積減小解析:在p-T圖上的等容線的延長線是過原點的直線,且體積越大,直線的斜率越小,由此可見,a狀態(tài)對應的體積小,c狀態(tài)對應的體積大,所以選項A?B正確.答案:AB第一百一十八頁，共一百二十八頁，2022年，8月28日10.一定質量的氣體保持壓強不變,它從0℃升高到5℃的體積增量為ΔV1,從10℃升到15℃的體積增量為ΔV2,則()A.ΔV1=ΔV2B.ΔV1>ΔV2C.ΔV1<ΔV2D.無法確定答案:A第一