2019届二轮复习　气体实验定律课件（34张） 34页

　气体实验定律 [ 考纲下载 ] 1. 知道什么是气体的状态参量 . 2 . 掌握热力学温度的定义，知道什么是温标，理解摄氏温度与热力学温度的区别与联系 . 3 . 通过实验探究，知道玻意耳定律、查理定律、盖吕萨克定律的内容和公式 . 一、气体的状态参量 1. 气体的状态参量 描述气体状态的物理量：一定质量的气体有三个状态参量，分别是 ： __ 、 和 压强 . 2. 气体的体积和压强 (1) 体积：气体占有空间的大小，符号是 V ，单位：立方米 (m 3 ) 、升 (L) 和毫升 (mL). 1 L ＝ m 3 ,1 mL ＝ m 3 . 体 积 温度 10 － 3 10 － 6 (2) 压强：大量气体分子对器壁撞击的宏观表现 . 符号是 p ，国际单位：帕斯卡 (Pa). 1 Pa ＝ N/m 2 ，常用单位还有标准大气压 (atm) 和毫米汞柱 (mmHg ). 3. 温度 (1) 概念：表示 物体 的 物理量，是 分子 的 标志 . 1 冷热程度 平均动能 (2) 两种温标： ① 摄氏温标：早期的摄氏温标规定，标准大气压下冰的熔点 为 ， 水的沸点 为 . 用摄氏温标表示温度叫摄氏温度，符号是 t . ② 热力学温度用 T 表示，单位 是 ， 简称开 (K). (3) 摄氏温度 t 和热力学温度 T 间的关系： T ＝ . 0 ℃ 100 ℃ 开尔文 t ＋ 273.15 二、玻意耳定律 1. 内容：一定质量的某种气体， 在 保持 不变的情况下，压强 p 与体积 V 成 . 2. 表达式： pV ＝ . 3. 适用条件：气体的质量一定，温度不变 . 温度 反比 常量 三、查理定律 1. 等容变化：一定质量的某种气体， 在 不变 时，压强随温度的变化叫做等容变化 . 2. 内容：一定质量的气体， 在 不变 的情况下，压强 p 与热力学温度 T 成 . 3. 表达式 ： ＝ 常量 . 4. 适用条件：气体 的 和 体积不变 . 体积 体积 正比 质量 四、盖吕萨克定律 1. 等压变化：一定质量的某种气体， 在 不变 时，体积随温度的变化叫做等压变化 . 2. 内容：一定质量的气体， 在 不变 的情况下，体积 V 与热力学温度 T 成 . 3. 表达式 ： ＝ 常量 . 4. 适用条件：气体 的 和 不变 . 压强 压强 正比 质量 压强 1. 判断下列说法的正误 . (1)0 ℃ 的温度可以用热力学温度粗略地表示为 273 K .( ) (2) 气体做等容变化时，温度从 13 ℃ 上升到 52 ℃ ，则气体的压强升高为原来的 4 倍 .( ) (3) 对于一定质量的气体，在压强不变时，若温度升高，则体积减小 . ( ) (4) 若体积增大到原来的两倍，则摄氏温度升高到原来的两倍 .( ) [ 即学即用 ] 答案 √ × × × 2. 一定质量的某种气体发生等温变化时，若体积增大了 n 倍，则压强变为原来的 _______ 倍 . 答案 重点探究 在力学中，为了确定物体运动的状态，我们使用了物体的位移和速度这两个物理量 . 在热学中如果我们要研究一箱气体的状态，需要哪些物理量呢？ 一、气体的状态参量 [ 导学探究 ] 答案　 体积、温度和压强 答案 [ 知识深化 ] 1. 摄氏温标 一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为 0 °C ，水 的沸点为 100 °C. 在 0 °C 和 100 °C 之间均匀分成 100 等份，每份算做 1 °C. 2. 热力学温标 现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫绝对温标 . 3. 摄氏温度与热力学温度的关系 T ＝ t ＋ 273.15 ，可粗略地表示为 T ＝ t ＋ 273 . 例 1 　 ( 多选 ) 关于热力学温度与摄氏温度，下列说法正确的是 A. 摄氏温度和热力学温度都不能取负值 B. 温度由 t (°C) 升到 2 t (°C) 时，对应的热力学温度由 T (K) 升到 2 T (K) C. － 33 °C ＝ 240.15 K D. 摄氏温度变化 1 °C ，也就是热力学温度变化 1 K 答案 解析 √ √ 解析　 摄氏温度能取负值， A 错误 ； 由 热力学温度与摄氏温度的关系 T ＝ t ＋ 273.15 知， B 错误， C 正确 ； 摄氏温度 与热力学温度在表示温度的变化时，变化的数值是相同的，故 D 正确 . 二、玻意耳定律 1. 如图 1 所示为 “ 探究气体等温变化的规律 ” 的实验装置，实验过程中如何保证气体的质量和温度不变？ [ 导学探究 ] 答案　 保证气体质量不变的方法：实验前在柱塞上涂好 润 滑 油，以免漏气 . 保证气体温度不变的方法 ① 改变气体体积时，缓慢进行，等稳定后再读出气体压强，以防止气体体积变化太快，气体的温度发生变化 . ② 实验过程中，不用手接触注射器的圆筒，防止圆筒从手上吸收热量，引起内部气体温度变化 . 图 1 答案 2. 玻意耳定律成立的条件是什么 ？ 答案　 一定质量的气体，且温度不变 . 答案 [ 知识深化 ] 1. 实验探究 (1) 实验器材：铁架台、玻璃管 ( 带活塞 ) 、气压计等 . (2) 研究对象 ( 系统 ) ：玻璃管内被封闭的空气柱 . (3) 实验方法：控制气体温度和质量不变，研究气体压强与体积的关系 . (4) 数据收集：压强由气压计读出，空气柱长度由刻度尺读出，空气柱长度与横截面积的乘积即为体积 . (6) 实验结论：压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比 . 2. 常量的意义 p 1 V 1 ＝ p 2 V 2 ＝常量 该常量与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该常量越大 . 例 2 　 一定质量的气体，压强为 3 atm ，保持温度不变，当压强减小 了 2 atm 时，体积变化了 4 L ，则该气体原来的体积为 答案 解析 √ 解析　 设该气体原来的体积为 V 1 ，由玻意耳定律得 3 V 1 ＝ (3 － 2)·( V 1 ＋ 4) ，解得 V 1 ＝ 2 L. 利用玻意耳定律解题的基本思路 1. 明确研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件 . 2. 明确初、末状态及状态参量 ( p 1 、 V 1 ； p 2 、 V 2 ) 3. 根据玻意耳定律列方程求解 . 方法总结 三、查理定律与盖吕萨克定律 (1) 根据探究等温变化的实验方法，设计一个实验，在保持体积不变的情况下，探究压强与温度的关系 . [ 导学探究 ] 答案　 用上面实验探究里的实验装置 . 保证气体的体积不变，把玻璃管浸入水中，改变水温，读出不同温度时气体的压强大小，多测几组数据，用这些数据研究压强与温度的关系 . 答案 (2) 设计实验，探究在压强不变时体积与温度的关系 . 答案　 可利用如下装置 . 答案 改变水温，测出不同温度时气体的体积，多测几组数据，用这些数据研究体积与温度的关系 . [ 知识深化 ] 1. 查理定律及推论 表示一定质量的某种气体从初状态 ( p 、 T ) 开始发生等容变化，其压强的变化量 Δ p 与温度的变化量 Δ T 成正比 . 2. 盖吕萨克定律及推论 表示一定质量的某种气体从初状态 ( V 、 T ) 开始发生等压变化，其体积的变化量 Δ V 与温度的变化量 Δ T 成正比 . 例 3 　灯泡内充有氮、氩混合气体，如果要使灯泡内的混合气体在 500 ℃ 时的压强不超过一个大气压，灯泡容积不变，则在 20 ℃ 的室温下充气，灯泡内气体的压强至多能充到多少？ 答案 解析 答案　 0.38 atm 解析　 灯泡内气体初、末状态的参量分别为 气体在 500 ℃ ， p 1 ＝ 1 atm ， T 1 ＝ (273 ＋ 500)K ＝ 773 K. 气体在 20 ℃ 时， T 2 ＝ (273 ＋ 20)K ＝ 293 K. 利用查理定理解题的基本思路 1. 明确研究对象并判断是否满足查理定律的条件 . 2. 明确初、末状态及状态参量 ( p 1 、 T 1 ； p 2 、 T 2 ). 3. 根据查理定律列方程求解 . 方法总结 例 4 　一定质量的气体在等压变化中体积增大了 若 气体原来的温度为 27 ℃ ，则温度的变化是 A. 升高了 450 K B . 升高了 150 ℃ C. 降低了 150 ℃ D . 降低了 450 ℃ 答案 解析 √ 所以温度升高 Δ t ＝ 150 K ，即温度升高 150 ℃ . 判断出气体的压强不变是运用盖吕萨克定律的关键 . 方法总结 达标检测 1. ( 气体的状态参量 ) ( 多选 ) 关于温度与温标，下列说法正确的是 A. 用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法 B. 摄氏温度与热力学温度都可以取负值 C. 摄氏温度升高 3 ℃ ，在热力学温标中温度升高 276.15 K D. 热力学温度升高 3 K 与摄氏温度升高 3 ℃ 是等效的 答案 √ 1 2 3 4 解析 √ 解析　 温标是温度数值的表示方法，常用的温标有摄氏温标和热力学温标， A 正确 ； 摄氏温度 可以取负值，但是热力学温度不能取负值，因为热力学温度的零点是低温的极限，故选项 B 错 ； 摄氏温度 升高 3 ℃ ，也就是热力学温度升高了 3 K ，故选项 C 错， D 正确 . 1 2 3 4 A. 体积不变，压强变小 B. 体积变小，压强变大 C. 体积不变，压强变大 D. 体积变小，压强变小 2. ( 玻意耳定律 ) 如图 2 所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量 . 设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气 答案 1 2 3 4 √ 解析 图 2 解析　 由题图可知空气被封闭在细管内，水面升高时，气体压强就增大，根据玻意耳定律，气体体积一定减小， B 选项正确 . 3. ( 查理定律 ) 一定质量的气体，体积保持不变，下列过程可以实现的是 A. 温度升高，压强增大 B. 温度升高，压强减小 C. 温度不变，压强增大 D. 温度不变，压强减小 答案 1 2 3 4 解析 √ 4. ( 盖吕萨克定律 ) 一定质量的气体，如果保持它的压强不变，降低温度，使它的体积为 0 ℃ 时的 答案 解析 1 2 3 4 √