第4章 气体 专题复习 课件 (2)

课件33张PPT。第4章 阶段复习课 一、理想气体
1.定义：严格遵守三个实验定律的气体.
2.理想气体是一种科学的抽象,是理想化的物理模型.
3.理想气体分子模型4.实际气体在常温、常压下可近似看成理想气体,中学阶段所涉及的气体(除说明外)都看成理想气体.二、气体分子运动的特点三、气体压强的产生原因及决定因素
1.产生原因
单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁地碰撞器壁,就对器壁产生持续、均匀的压力.气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力. 2.决定气体压强大小的因素
(1)微观因素
①气体分子的密集程度
气体分子密集程度(即单位体积内气体分子的数目)大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就多,气体压强就越大.
②气体分子的平均动能
气体的温度高,气体分子的平均动能就大,每个气体分子与器壁的碰撞(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就大;从另一方面讲,分子的平均速率大,在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就多,累计冲力就大,气体压强就越大.(2)宏观因素
①与温度有关：温度越高，气体的压强越大.
②与体积有关：体积越小，气体的压强越大.
3.气体压强与大气压强不同
大气压强由重力产生，随高度增大而减小.
气体压强是由大量分子撞击器壁产生的，大小不随高度而变化.四、一定质量的理想气体的各种图象五、气体压强与大气压强的区别
因密闭容器中的气体密度一般很小,由气体自身重力产生的压强极小,可忽略不计,故气体压强由气体分子碰撞器壁产生,大小由气体的密度和温度决定,与地球的引力无关.气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的.
大气压是由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强.如果没有地球引力作用,地球表面就没有大气,从而也不会有大气压.地面大气压的值与地球表面积的乘积,近似等于地球大气层所受的重力值.大气压强最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强.六、饱和汽和饱和汽压
1.饱和汽的理解
(1)概念：与液体处于动态平衡的蒸气.
(2)动态平衡的实质
密闭容器中的液体，单位时间逸出液面的分子数和返回液面的分子数相等，即处于动态平衡，并非分子停止运动.(3)动态平衡的比拟
如图所示的水箱，进水口流入的水量与
出水口流出的水量相同时，可以使水箱
中的液面保持不变，但水仍是流动的，
这是一种动态平衡.
(4)动态平衡是有条件的，外界条件变化时，原来的动态平衡状态被破坏，经过一段时间才能达到新的平衡.2.影响饱和汽压的因素
(1)饱和汽压跟液体的种类有关
实验表明,在相同的温度下,不同液体的饱和汽压一般是不同的.挥发性大的液体,饱和汽压大.
(2)饱和汽压跟温度有关
微观解释：饱和汽压随温度的升高而增大.(3)饱和汽压跟体积无关
在温度不变的情况下，饱和汽的压强不随体积而变化.例如，当体积增大时，容器中蒸气的密度减小，原来的饱和汽变成了未饱和汽，于是液体继续蒸发，直到未饱和汽成为饱和汽为止.由于温度没有改变，饱和汽的密度跟原来的一样，蒸气分子热运动的平均动能也跟原来的一样，所以压强不改变.①温度(T) ②体积(V)③压强(p)④m、T⑤PV=C⑥m、V⑦ =C⑧m、p⑨ =C⑩ ??动态?温度?体积?绝对?相对一、气体三定律的归纳应用【典例1】(2012·大庆高二检测)如图所示，
有一玻璃管长L=100 cm，内有一段水银柱
h=20 cm,封闭着长a=50 cm长的空气柱，此
时温度t1=27 ℃,大气压恒为p0=76 cmHg，
求：
(1)当对气体加热使水银柱升到与管口平齐时，气体温度为多少？
(2)空气柱温度至少多大时，可使管中水银全部溢出？【规范解答】(1)水银柱上升到管口为等压膨胀，设管口截面积
为S，则V1=aS,T1=300 K，V2=(L-h)S
由盖·吕萨克定律 得：T2=480 K
(2)初态：p1=p0+h=96 cmHg,V1=aS,T1=300 K，
假定管中还有x cm高水银柱时，管内气压为p3=(p0+x) cmHg,体
积为V3(L-x)S，则由理想气体状态方程 得：

显然，x=12 cm时，温度最高T=484 K
答案:(1)480 K (2)484 K【变式训练】一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的n倍，则压强变为原来的多少倍( )
A.2n B.n C.1/n D.2/n
【解析】选C.根据玻意耳定律p1V1=p2V2，若发生等温变化，体积增大为原来的n倍，压强变为原来的 .C正确.二、气体实验定律的图象问题
对于气体变化的图象，由于图象的形式灵活多变，含义各不相同，考查的内容又比较丰富，同学们处理起来有一定的难度，要解决好这个问题，应从以下几个方面入手.
1.看清坐标轴，理解图象的意义.
2.观察图象，弄清图中各量的变化情况，看是否属于特殊变化过程，如等温变化、等容变化或等压变化.3.若不是特殊过程，可在坐标系中作特殊变化的图象(如等温线、等容线或等压线)实现两个状态的比较.
4.涉及微观量的考查时，要注意各宏观量和相应微观量的对应关系.
5.考查气体的做功情况时，关键看体积.体积变大时，气体对外做功；体积变小时，外界对气体做功；体积不变则不做功.确定内能的变化，关键看温度的变化.【典例2】一定质量的理想气体经过一系列过程,如图所示.下列说法中正确的是( )
A.a→b过程中，气体体积增大，压强减小
B.b→c过程中，气体压强不变，体积增大
C.c→a过程中，气体压强增大，体积减小
D.c→a过程中，气体温度升高，体积不变【规范解答】选A、D.由p-T图象知，a→b为等温过程.根据
p1V1=p2V2，气体压强减小，则体积增大，A正确.b→c为等压过
程，根据 ,温度降低，则体积减小，B错误.c→a为等容
过程，根据 ,气体压强增大，温度升高.C错误,D正确.【变式训练】如图所示为一定质量的理想气体在p-V图象中的等温变化图线，A、B是双曲线上的两点，△OAD和△OBC的面积分别为S1和S2，则( )
A.S1C.S1>S2 D.S1与S2的大小关系无法确定【解析】选B.△OBC的面积等于 OC·BC= pB·VB，同理
△OAD的面积等于 pA·VA，而A、B为等温线上的两点，即
pAVA=pBVB(玻意耳定律)，所以两三角形面积相等，B正确.三、变质量问题的求解方法
分析变质量问题时，可以通过巧妙地选择研究对象，使问题转化为一定质量的气体问题，再用相关规律求解.
1.充气问题
向球、轮胎中充气是典型的变质量的气体问题.只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题.
2.抽气问题
从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题.分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可看成是等温膨胀过程.3.分装问题
把一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题.分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题，运用相关规律求解.
4.漏气问题
容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,属于变质量问题,不能用相关方程求解.如果选择容器内剩余气体为研究对象,便可使问题变成一定质量的气体状态变化,再用相关方程求解.【典例3】(2012·泰安高二检测)如图所示，钢瓶内装有高压氧气.打开阀门，氧气迅速从瓶口喷出，当内外气压相等时立即关闭阀门.若原来氧气瓶内气压为大气压的2倍，由于漏气，瓶内气体温度由27 ℃降到17 ℃，则剩余气体为原来的多少？【规范解答】设大气压强为p0，氧气瓶体积为V0.打开阀门前p1=2p0,V1=V0,T1=300 K.打开阀门后p2=p0，T2=290 K.
由理想气体状态方程 得， ，所以 .故剩余气体为原来的 .
答案： 【变式训练】用压强为p=40 atm的氢气钢瓶给容积为V1=1 m3的气球充气.设气球内原来是真空，充气后气球内的氢气压强为p1=1 atm,钢瓶内氢气压强p2=20 atm,设充气过程中温度不变，求钢瓶的容积V.
【解析】把充入气球内的氢气与钢瓶内剩余的氢气视为整体，由于充气前后温度未变，理想气体状态方程的分式可变化为pV=p1V1+p2V，代入数据求得V=0.05 m3.
答案：0.05 m3