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(共29张PPT)
1.5　气体实验定律
1.知道玻意耳定律、查理定律、盖—吕萨克定律的内容。
2.能用图像描述气体的等温变化、等容变化和等压变化。
3.知道什么是理想气体。
学习目标
温度
1.玻意耳定律
(1)内容：一定质量的气体，在 保持不变的条件下，压强与体积成_____。
(2)公式： ，或 p1V1＝p2V2。
(3)条件：气体的质量一定，温度保持不变。
反比
知识点一　玻意耳定律
p∝
2.气体等温变化的图像(即等温线)
(1)图像
(2)特点：一定质量的气体在温度不变时，由于压强与体积成反比，在p－V图像上等温线应为双曲线，在p－图像上等温线应为过原点的直线。
p 图像
p 图像
3.玻意耳定律的微观解释
从微观角度看，一定质量的气体分子总数不变。温度保持不变时，分子_________保持不变。当气体体积减小时，单位体积内的分子数 ，气体的压强也就增大；当气体体积增大时，单位体积内的分子数 ，气体的压强也就减小。
平均动能
增多
减少
1.查理定律
压强
热力学温度
p∝T
质量
体积
知识点二　查理定律与盖—吕萨克定律
(4) p－T图像
(5)微观解释：从微观角度看，一定质量的气体，在体积保持不变时，单位体积内的 保持不变。当温度升高时，分子 增大，气体的压强也就增大；当温度降低时，分子 减小，气体的压强也就减小。
分子数
平均动能
平均动能
2.盖—吕萨克定律
体积
热力学温度
V∝T
压强
(4) V－T图像
(5)微观解释：从微观角度看，对于一定质量的气体，当温度升高时，分子平均动能增大，为了保持压强不变，单位体积的分子数相应 ，气体的体积必然相应 。反之，当气体的温度降低时，气体的体积必然 。
减少
增大
减小
3.理想气体
(1)定义：严格遵循 的气体称为理想气体。
(2)理解
①理想气体的分子大小与分子间的距离相比可忽略不计；除了碰撞外，分子间的 可忽略不计。
②理想气体的 可忽略不计，其内能只是所有分子热运动动能的总和。
③一定质量理想气体的内能只与气体的 有关，而与气体的体积无关。
气体实验定律
相互作用
分子势能
温度
[情景导学]
(1)玻意耳定律成立的条件是什么？
(2)用p1V1＝p2V2解题时各物理量的单位必须是国际单位制中的单位吗？
(3)玻意耳定律的表达式p∝ ，即pV＝C, C是一个与气体无关的常量吗？
要点提升一　玻意耳定律的理解及应用
提示：(1)一定质量的气体，且温度不变。
(2)不必。只要同一物理量使用同一单位即可。
(3)pV＝C中的常量C不是一个普适恒量，它与气体的种类、质量、温度有关。
[要点归纳]
1.对玻意耳定律
(1)成立条件：一定质量的某种气体，温度不太低，压强不太大。
(2)表达式：p1V1＝p2V2或pV＝C。
(3)玻意耳定律表达式pV＝C中的C与气体所处温度高低有关，温度越高，C越大。
2.p－V图像与p－图像
(1)一定质量的气体的p－V图像如图甲所示，图线为双曲线的一支，且温度t1(2)一定质量的气体p－图像如图乙所示，图线的延长线为过原点的倾斜直线，且温度t1练1：如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1＝20 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高。先将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h＝10 cm(环境温度不变，大气压强p0＝75 cmHg)，求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)。
解析：设U型管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p。左管中封闭气体发生等温变化，
根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2，p1＝p0，p2＝p＋ph。
由几何关系得h＝2(l2－l1)，V1＝l1S，V2＝l2S。
答案：50 cmHg
[情景导学]
(1)生活中我们经常遇到这样的事情，保温杯内剩余半杯热水时我们将杯子盖拧紧，放置一段时间后，杯子盖很难拧开或者拧不开，这是为什么？
(2)打足气的自行车在烈日下曝晒，常常会爆胎，原因是什么？
提示：(1)放置一段时间后，杯内的空气温度降低，压强减小，外界的大气压强大于杯内空气压强，所以杯盖很难打开。
(2)车胎在烈日下曝晒，胎内的气体温度升高，气体的压强增大，把车胎胀破。
要点提升二　查理定律的理解及应用
[要点归纳]
1.查理定律
(1)成立条件：气体的质量和体积不变。
(2)表达式： ＝ 或＝C。
(3)查理定律表达式＝C中的C与气体的种类、质量、体积有关。
2.查理定律的推论
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Δp与温度的变化量ΔT成正比。
3.等容过程的p－T和p－t的图像
(1)p－T图像：一定质量的某种气体，在等容过程中，气体的压强p和热力学温度T的关系图线的延长线是过原点的倾斜直线，如图所示，且V11
2
(2)p－t图像：一定质量的某种气体，在等容过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图所示，等容线是一条延长线通过横轴－273.15 ℃的点的倾斜直线，且斜率越大，体积越小。图像纵轴的截距p0是气体在0 ℃时的压强。
练2：一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度由0 ℃升高到10 ℃时，其压强的增量为Δp1，当它由100 ℃升高到110 ℃时，其压强的增量为Δp2，则Δp1与Δp2之比是(　　)
A.10∶1 B.373∶273
C.1∶1 D.383∶283
答案：C
解析：由查理定律得Δp＝ΔT，一定质量的气体在体积不变的条件下＝恒量，温度由0 ℃升高到10 ℃和由100 ℃升高到110 ℃，ΔT＝10 K相同，故压强的增量Δp1＝Δp2，C项正确。
[情景导学]
(1)如图所示，用水银柱封闭了一定量的气体。当给封闭气体加热时能看到什么现象？
(2)气体状态发生变化时，气体的压强有什么特点？
提示：(1)水银柱向上移动　(2)气体的压强不变
要点提升三　盖—吕萨克定律的理解及应用
[要点归纳]
1.盖—吕萨克定律
(1)成立条件：气体的质量和压强不变。
(2)表达式
①热力学温度下：＝ C。
②摄氏温度下：Vt＝V0＋ V0。
(3)表达式＝C中的C与气体的种类、质量、体积有关。
2.盖—吕萨克定律的推论
盖—吕萨克定律＝ → ＝或ΔV＝ ΔT，
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ΔV与温度的变化量ΔT成正比。
3.V－T和V－t图像
(1)V－T图像：一定质量的某种气体，在等压过程中，气体的体积V和热力学温度T图线的延长线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且p1(2)V－t图像：一定质量的某种气体，在等压过程中，体积V与摄氏温度t是一次线性函数，不是简单的正比例关系，如图乙所示，图像纵轴的截距V0是气体在0 ℃时的体积，等压线是一条延长线通过横轴上t＝－273.15 ℃的倾斜直线，且斜率越大，压强越小。
练3：如图所示，一圆柱形容器竖直放置，通过活塞封闭着摄氏温度为t的理想气体。活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h。现通过电热丝给气体加热一段时间，结果活塞缓慢上升了h，已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦，求：
(1)气体的压强；
(2)这段时间内气体的温度升高了多少？
解析：(1)以活塞为研究对象，受力分析得：pS＝p0S＋mg
解得气体的压强为p＝p0＋。
(2)以被封闭气体为研究对象，气体经历等压变化，
初状态：V1＝hS，T1＝273＋t
末状态：V2＝2hS，T2＝273＋t′
由盖—吕萨克定律＝
解得：t′＝273＋2t Δt＝t′－t＝273＋t。
答案：(1)p0＋ 　(2)273＋t

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