高二物理选修3-3 气体 ppt

第4章气体气体实验定律气体压强的计算液面下h深处的液体压强为p=gh。帕斯卡定律：液体可以传递压强SFp知识准备：连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的。1.液体封闭的气体一、气体压强的计算方法①选取假想的一个液体薄片（其自重不计）为研究对象②分析液体两侧受力情况，建立力的平衡方程，消去横截面积，得到液片两面侧的压强平衡方程ghPP上下2、固体封闭的气体应对固体（如活塞等）进行受力分析。然后根据平衡条件求解。AB二、气体实验定律（2）、公式表述：pV=C或p1V1=p2V2（1）、玻意耳定律：一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。2．查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比（pT）．2211TpTpCTp可写成或3．盖·吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度成正比（VT）.2211TVTVCTV可写成或4．理想气体的状态方程（2）公式：（4）注意：变化过程质量保持不变。各物理量单位要统一，温度必须使用热力学温度112212PVPVTT（或）PVT=C（3）条件：压强不太大，温度不太低(1)内容：一定质量的某种理想气体发生状态变化时，压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变．理想气体状态方程的应用步骤1、选取所要研究气体2、明确气体变化的各个状态，找出各状态的温度、压强、体积3、列方程112212PVPVTT一、理想气体：它是一种科学的抽象，是理想化的模型。1．宏观上：把严格遵守气体三个实验定律的气体称为理想气体。2．微观上：分子本身的大小和它们的距离相比可忽略不计；分子间的距离很大，因此除了碰撞外，分子间的相互作用力忽略不计。3．理想气体分子的内能：只需考虑分子热运动的分子动能而不计分子势能。实际气体在常温常压下，可近似看成理想气体处理。二、气体实验定律1．等温变化（1）定义：一定质量的气体，在温度不变时，发生压强与体积的变化，叫做等温变化。（2）波意耳定律：内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V成反比。1221PVPV公式：P1V1=P2V2（或）适用条件：一定质量的，温度不太低、压强不太大的气体。意义：一定质量的气体，在温度不变的情况下，体积减小时，压强增大；体积增大时，压强减小。（3）图像表示：1）P-V图：图象是以坐标轴为渐近线的双曲线的一支；温度越高，等温线离坐标轴越远。2）P-1/V图：图象为过坐标原点的的倾斜直线；斜率代表温度，斜率越大，温度越大。[练习1]一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中,内封一定质量的气体,管内水银面低于管外,在温度不变时,将玻璃管稍向下插入一些,下列说法正确的是,如图所示.A.玻璃管内气体体积减小;B.玻璃管内气体体积增大;C.管内外水银面高度差减小;D.管内外水银面高度差增大.AD2．等容变化（1）定义：一定质量的气体，在体积不变时，发生压强与温度的变化，叫做等容变化。（2）查理定律：内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强P与热力学温度T成正比。公式：（或Ｐ＝ＣＴ或）PPTTPPTT意义：一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强变大。（3）图像表示：1）P-T图：图像是反向延长线经过坐标原点的倾斜直线；图线的斜率表示体积，斜率越大，体积越小。坐标原点代表热力学温度的0K。2）P-t图：图像是反向延长线经过-273.15℃的倾斜直线；图线的斜率表示体积，斜率越大，体积越小。练习1、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低时：A、压强减小，密度减小；B、压强减小，密度增大；C、压强不变，密度减小；D、压强减小，密度不变练习2、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中正确的是：A、气体压强的改变量与摄氏温度成正比；B、气体的压强与摄氏温度成正比；C、气体压强的改变量与热力学温度成正比；D、气体的压强与热力学温度成正比。DD3．等压变化（1）定义：一定质量的气体，在压强不变时，发生体积与温度的变化，叫做等压变化。（2）盖-吕萨克定律1）内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。VCT2）公式：1212VVTT（或或）VVTT（3）图像表示：V-T图：图线是反向延长线经过坐标原点的倾斜直线；图线的斜率表示压强，斜率越大，压强越小。4．理想气体的状态方程（1）公式：112212PVPVTT（或）PVPVnRTT=C或（2）意义：一定质量的某种理想气体，在从一个状态1变化到另一个状态2时，尽管其P、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。（3）应用：在运用气体状态方程时，应保证状态变化过程中质量保持不变。温度必须使用热力学温度。1、理想气体的状态方程注意：变化过程质量保持不变。各物理量单位要统一，温度必须使用热力学温度112212PVPVTT（或）PVT=C1、选取所要研究气体2、明确气体变化的各个状态，找出各状态的温度、压强、体积3、列气体状态方程2、应用步骤p1V1=p2V22211TpTp2211TVTV三、气体热现象的微观解释从微观的角度看，物体的热现象是由大量分子的热运动所决定的。尽管个别分子的运动具有不确定性，但大量分子的运动情况却遵从一定的统计规律。1．气体分子运动的特点（书本３２页）：（１）气体分子间的距离比较大，分子间的作用力很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁的碰撞外，不受力而做匀速直线运动。（２）气体的数密度很大，向各个方向运动的气体分子数目都相等。（３）温度越高，分子的热运动越激烈。温度是分子平均动能的标志．气体分子运动的速率分布呈“中间大、两头小”的正态分布规律。2．温度越高，分子的热运动越剧烈，分子的平均动能越大。温度是分子平均动能的标志。3．气体压强的微观意义：从微观的角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁的持续的碰撞引起的。影响因素：1）气体分子的平均动能（宏观看温度）；2）分子的数密度（宏观看体积）。４．对气体实验定律的微观解释（课本３４页）解释玻意耳定律一定质量（m）的理想气体，其分子总数（N）是一个定值，当温度（T）保持不变时，则分子的平均速率（v）也保持不变，当其体积（V）增大几倍时，则单位体积内的分子数（n）变为原来的几分之一，因此气体的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为原来的几分之一，则压强增大几倍，即压强与体积成反比。这就是玻意耳定律。对查理定律进行微观解释一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（n）也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平均速率（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小。解释盖·吕萨克定律一定质量（m）的理想气体的总分子数（N）是一定的，要保持压强（p）不变，当温度（T）升高时，全体分子运动的平均速率v会增加，那么单位体积内的分子数（n）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积（V）一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小。例.对一定质量的理想气体,下列四个论述中正确的是()A.当分子热运动变剧烈时,压强必增大B.当分子热运动变剧烈时,压强可以不变C.当分子间的平均距离变大时,压强必变小D.当分子间的平均距离变大时,压强必变大B例.关于地面附近的大气压强,甲说:”这个压强就是地面每平方米面积的上方整个大气柱的压力,它等于该气柱的重力”,乙说:”这个压强是由地面附近那些做无规则运动的空气分子对每平方米地面的碰撞造成的”,丙说:”这个压强既与地面上方单位体积内气体分子数有关,又与地面附近的温度有关”.你认为（）A.只有甲的说法正确B.只有乙的说法正确C.只有丙的说法正确D.三种说法都有道理D