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高中物理选择性必修三
第二章 气体、液体和固体
第三节 气体实验定律的微观解释
气体实验定律
定律 玻意耳定律 （等温变化） 查理定律 （等容变化） 盖-吕萨克定律
（等压变化）
表达式
图像
P
V
A
B
T/K
V
O
A
B
T/K
P
O
一、新课引入
知识回顾
二、气体压强的微观解释
大量分子频繁地碰撞器壁，对器壁产生持续、均匀的压力，产生压强。
二、气体压强的微观解释
从分子动理论的观点来看，气体压强是大量气体分子对器壁作用的宏观效果，大小等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。
三、气体实验定律的微观解释
影响气体压强的因素
宏观角度
温度
体积
分子的平均速率（平均动能）
分子的密集程度
微观角度
例1 (根据粤教版教材P32练习1改编)某学生在水瓶中装入半瓶热水盖紧瓶盖，一段时间后，该同学发现瓶盖变紧。其本质原因是瓶内气体压强　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)，瓶内气体分子平均速率　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)，单位时间内瓶盖受到瓶内气体分子的撞击次数
　　　　(选填“增加”“减少”或“不变”)。
二、气体压强的微观解释
二、气体压强的微观解释
CD
训练 (多选)两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种理想气体，已知容器中气体的压强不相同，则下列判断中正确的是(　　)
A.压强小的容器中气体的温度比较高
B.压强大的容器中气体单位体积内的分子数比较少
C.压强小的容器中气体分子的平均动能比较小
D.压强大的容器中气体分子对器壁单位面积的平均作用力比较大
三、气体实验定律的微观解释
内容：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。
微观解释：
温度保持不变时，气体分子热运动的平均速率一定，
若气体体积减小，分子的密集程度增大，气体压强增大;
若气体体积增大，分子的密集程度减小，气体压强减小。
公式：pV =C1
（1）玻意耳定律
三、气体实验定律的微观解释
（2）查理定律
内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，其压强与温度成正比。
微观解释：
体积保持不变时，气体分子的密集程度保持不变，
若气体温度升高，分子热运动的平均速率增大，气体压强增大
若气体温度降低，分子热运动的平均速率减小，气体压强减小
公式：
三、气体实验定律的微观解释
(3)盖-吕萨克定律
内容：一定质量的气体，在压强不变的情况下，其体积与温度成正比。
微观解释：
温度降低时，分子的热运动的平均速率减小,压强减小；
只有气体的体积同时减小，使分子的密集程度增大，才能保持压强不变
公式：
三、气体实验定律的微观解释
AB
例2 (多选)对一定质量的某种气体，下列说法正确的是(　　)
A.体积不变，压强增大时，气体分子的平均速率一定增大
B.温度不变，压强减小时，气体分子的数密度一定减小
C.压强不变，温度降低时，气体分子的数密度一定减小
D.温度升高，压强和体积都可能不变
四、理想气体
理想气体的特点
假设有这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律，我们把这样的气体叫做“理想气体”。
1、理想气体是不存在的，是一种理想模型。
2、在温度不太低，压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。
3、从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力。
4、从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。
5、一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，与气体的体积无关。
四、理想气体
1、内容：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。
2、公式：
3、使用条件：一定质量的某种理想气体。
理想气体的状态方程
四、理想气体
例3 已知湖水的深度为20 m，湖底的水温为4 ℃，水面的温度为17 ℃，大气压强为1.0×105 Pa。当气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(重力加速度g取10 m/s2，水的密度ρ取1.0×103 kg/m3，T＝t＋273 K)(　　)
A.12.8倍 B.8.5倍 C.3.1倍 D.1.1倍
C
四、理想气体
例4 内径均匀的L形直角细玻璃管，一端封闭，一端开口竖直向上，用水银柱将一定质量的空气封存在封闭端内，空气柱长4 cm，水银柱高58 cm，水银进入封闭端的长度为2 cm，如图所示，温度是87 ℃，大气压强为75 cmHg，T＝t＋273 K，求：
(1)在如图所示位置时空气柱的压强p1；
(2)在如图所示位置，要使空气柱的长度变为3 cm，
温度必须降低到多少摄氏度？
答案　(1)133 cmHg　(2)－5 ℃

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