2.2气体实验定律（Ⅱ）课件-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册(word版含答案)

粤教版 选择性必修第三册
第二章 气体、液体和固体
第二节 气体实验定律（Ⅱ）
回顾旧知：
1、玻意耳定律的内容：
2、公式：
一定质量的气体，在温度不变的情况下，其压强与体积成反比。
3、图像：
一、查理定律
演示实验：探究气体压强与温度变化的关系。
【思考问题】此实验要满足什么条件？
实验现象：温度升高，压强增大。
等容过程：气体在体积保持不变的情况下发生的状态变化过程。
法国物理学家查理通过实验发现：当气体的体积一定时，各种气体的压强都随温度的升高而均匀增大。
气体等容变化的 图像：
问题1：分析 图像，气体压强与温度的关系可用什么函数来表示？
问题2：延长图线，并与横轴相交，交点坐标为（-273.15，0），如果把交点作为新的坐标原点，此时气体压强与温度的关系可用什么函数来表示？
新坐标原点
热力学温度：
单位：开尔文，简称开，符号为K
与摄氏温度的关系：
理论和实际表明：热力学温度0K（绝对零度）是不可能实现的
一、查理定律
1、内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，其压强 与热力学温度 成正比。
2、表达式：
3、公式：
用 、 和 、 分别表示气体在不同状态下的压强和热力学温度。
公式：
【讨论与交流】气体等容变化的 图像的斜率能反映什么？
等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强 跟热力学温度 的正比关系 在直角坐标系中的图象叫做等容线。
一定质量气体的等容线的物理意义：
（1）图线上每一个点表示气体一个确定的__________，同一根等容线上各状态的___________相同。
（2）不同体积下的等容线，斜率越大，体积___________，
如图所示 ____ 。
例题：汽车轮胎的气压是影响汽车节油及行驶安全的重要因素，据统计，在高速公路上有40%以上的交通事故是由于轮胎发生故障引起的。汽车在高速行驶时车胎因反复形变而升温，车胎内气压随之升高。某品牌的汽车轮胎说明书上标有“最大胎压3 kg/cm2”。该车在夏天以120 km/h的速度行驶时，车胎内气体温度可达70 oC。为保证汽车在最高限速120 km/h的高速路上安全行驶，则在30 oC的气温下，汽车出发前给车胎充气的气压上限是多少？
情境：烧瓶上通过橡胶塞水平连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。
问题1：开始时，水柱静止在玻璃管中，此时烧瓶内封闭的气体压强与大气压有什么关系？
问题2：用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么？
问题3：在压强不变的条件下，容器内气体温度和体积的变化会有什么规律？
二、盖-吕萨克定律
1、内容：一定质量的气体，在压强不变的情况下，其体积 与热力学温度 成正比。
法国化学家、物理学家盖-吕萨克通过实验发现
2、表达式：
3、公式：
用 、 和 、 分别表示气体在不同状态下的体积和热力学温度。
公式：
【讨论与交流】气体等压变化的 图像的斜率能反映什么？
等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，压强 跟热力学温度 的正比关系 在直角坐标系中的图象叫做等压线。
一定质量气体的等压线的物理意义：
（1）图线上每一个点表示气体一个确定的__________，同一根等压线上各状态的___________相同。
（2）不同体积下的等压线，斜率越大，压强___________，
如图所示 ____ 。
例题：炎热的夏天，当我们在教室开空调时，除了温度以外，教室内空气的质量其实也发生了改变。请估算降温前后教室内空气的质量变化量。（已知1个标准大气压下，温度为0 oC时，空气密度为1.29 kg/m3）
问题1：当室内温度降低时，气压会降低，那怎样才能使室内外空气的压强保持平衡？
问题2：如何确定不同温度时，教室内空气的质量？
问题3：我们应当选取哪部分空气作为研究对象？
三个气体实验定律总结
玻意耳定律：
?
气体实验定律
查理定律：
盖-吕萨克定律：
等温变化
等容变化
等压变化
这些定律都是在压强不太大、温度不太低的条件下总结出来的。
1.盛有氧气的钢瓶，在17 ℃的室内测得钢瓶内的压强是 9.31×106 Pa。当钢瓶搬到－13 ℃的工地上时，瓶内的压强变为 8.15×106 Pa。钢瓶是不是漏气？为什么？
练一练
2．如图所示是一定质量的理想气体由状态 A 经过状态 B 变为状态 C 的图像。已知气体在状态 A 时的压强是1.5×105 Pa。请你建立一个坐标系，并在该坐标系中，作出气体由状态A 经过 B 变为 C 的 图像，并标出 A、B、C 的坐标值。
练一练
3．某种气体的压强为 2×105 Pa，体积为 1 m3 ，温度为 200 K。它经过等温过程后体积变为 2 m3 。随后，又经过等容过程，温度变为 300 K，求此时气体的压强。
练一练