2019版物理《学案导学与随堂笔记》人教版选修3-3课件：第八章气体2

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高中物理人教版(选修3-3)课件：第八章第3节理想气体的状态方程 (共23张PPT)

第3节
理想气体的状态方程
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学习目标 1.能说出理想气体模型的特点。 2.掌握理想气体状态方程的公式。 3.会运用理想气体状态方程解决实际问题以及图象问题。重点:对理想气体状态方程的理解及应用。难点:图象的转化问题。注意 T 与 t 的区别。
重点难点
激趣诱思
如图所示的储气罐中存有高压气体 ,在其状态发生变化时, 还遵守气体实验定律吗 ?低温状态气体还遵守实验定律吗?为什么 ?
简答 :在高压、低温状态下,气体状态发生改变时,将不会严格遵守气体实验定律了 ,因为在高压、低温状态下 ,气体的状态可能已接近或达到液态,故气体实验定律将不再适用。
预习导引
一、理想气体 1.物理模型:为了研究问题的方便, 可以设想一种气体,在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫作理想气体。 2.简化条件:在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时,实际气体可以当成理想气体来处理。预习交流教材中多次提到了 “理想气体 ”,你是如何理解理想气体的 ? 答案 :(1)理想气体是为了研究问题方便提出的一种理想模型,是实际气体的一种近似 ,实际上并不存在,就像力学中质点、电学中点电荷模型一样。 (2)从宏观上讲,实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下, 可视为理想气体。而在微观意义上,理想气体是指分子本身大小与分子间的距离相比可忽略不计且分子间不存在相互作用的引力和斥力的气体。
答案 :一定质量的理想气体的状态方程为分别除以被研究气体的质量 m ,可以得到方程
��1 ��1 ��1 ��1
=
��2 ��2 ��2 ��2
,等式两边 ,这就是一��1 ��1=

2019-2020学年高二物理人教版选修3-3课件第八章气体本章整合

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本章整合
专题一专题二
知识网络体系构建
重点专题归纳整合重点专题归纳整合
解析:打气时,活塞每推动一次,把体积为V0、压强为p0的气体推入容器内,若活塞工作n次,就是把压强为p0、体积为nV0的气体推入容器内、容器内原来有压强为p0、体积为V的气体,现在全部充入容器中,根据玻意耳定律得:p0(V+nV0)=p'V
答案:①气体会充满它所能达到的空间,同一时间向各个方向运动的分子数目都相等;分子无规则运动,速率有大有小;速率分布为“中间多、两头少” ②温度是分子平均动能的标志 ③气体压强是大量分子频繁撞击容器壁产生的
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本章整合
知识网络体系构建知识网络体系构建
重点专题归纳整合
4.从微观和能量的角度如何正确认识理想气体? 答案:从微观上说,分子间以及分子和器壁间,除了碰撞外无其他作用力,分子本身没有体积,即它所占据的空间被认为都是可以被压缩的空间。从能量角度上看,理想气体的微观本质是忽略了其分子力,所以其状态无论怎么变化都没有分子力做功,即没有分子势能的变化, 于是理想气体的内能只有分子动能,即一定质量的理想气体的内能完全由温度决定。
所以 p'=
��+��0 p0= ��
1+
��0 ��
p0
抽气时,活塞每拉动一次,把容器中的气体的体积从V膨胀为V+V0, 而容器中的气体压强就要减小,将抽气筒中的V0气体排出,而再次拉动活塞时,将容器中剩余的气体从V又膨胀到V+V0,容器内的压强继续减小,根据玻意耳定律得:
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本章整合
专题一专题二

2018-2019版物理新导学笔记选修3-3第八章 2

2 气体的等容变化和等压变化[学习目标] 1.掌握查理定律和盖—吕萨克定律的内容、表达式及适用条件.2.会用气体变化规律解决实际问题.3.理解p －T 图象与V －T 图象的物理意义．一、气体的等容变化[导学探究] (1)内盛半杯热水的水杯拧紧盖放置一段时间后，为什么杯盖很难打开？ (2)打足气的自行车在烈日下曝晒，为什么常常会爆胎？答案 (1)水杯拧紧盖放置一段时间后，杯内的空气体积不变、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． [知识梳理]1．等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化． 2．查理定律(1)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． (2)表达式：p ＝CT 或p 1T 1＝p 2T 2.推论式：p T ＝Δp ΔT .(3)适用条件：气体的质量和体积不变． (4)图象：如图1所示．图1①p －T 图象中的等容线是一条过原点的倾斜直线．②p －t 图象中的等容线不过原点，但反向延长线交t 轴于－273.15 ℃.③无论是p －T 图象还是p －t 图象，其斜率都能判断气体体积的大小，斜率越大，体积越小．二、气体的等压变化1．等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随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． (2)表达式：V ＝CT 或V 1T 1＝V 2T 2.推论式：V T ＝ΔVΔT.(3)适用条件：气体的质量和压强不变．(4)图象：如图2所示．图2①V－T图象中的等压线是一条过原点的倾斜直线．②V－t图象中的等压线不过原点，反向延长线交t轴于－273.15 ℃.③无论V－T图象还是V－t图象，其斜率都能判断气体压强的大小，斜率越大，压强越小.一、查理定律的应用例1如图3所示，开口向上、内壁光滑的汽缸竖直放置，开始时质量不计的活塞停在卡口处，气体温度为27 ℃，压强为0.9×105Pa，体积为1×10－3m3，现缓慢加热缸内气体，试通过计算判断当气体温度为67 ℃时活塞是否离开卡口．(已知外界大气压强p0＝1×105 Pa)图3答案见解析解析活塞刚好离开卡口时，压强p2＝p0由等容过程得p1T1＝p2 T2代入数据得T2≈333 K因为67 ℃＝340 K>333 K，故活塞已经离开卡口．明确研究对象，找准初、末状态，正确确定初、末状态的压强和温度，是运用查理定律的关键．二、盖—吕萨克定律的应用例2把一个小烧瓶和一根弯成直角的均匀玻璃管用橡皮塞连成如图4所示的装置．在玻璃管内引入一小段油柱，将一定质量的空气密封在容器内，被封空气的压强跟大气压强相等．如果不计大气压强的变化，利用此装置可以研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系．已知 1 mol 任何气体的压强p 0＝1×105 Pa ，温度t 0＝0 ℃时，体积约为V 0＝22.4 L ．瓶内空气的平均摩尔质量M ＝29 g/mol ，体积V 1＝2.24 L ，温度为t 1＝25 ℃.试求：图4(1)瓶内空气在标准状态下的体积； (2)估算瓶内空气的质量．答案 (1)2.05 L (2)2.65 g解析 (1)气体做等压变化，由盖—吕萨克定律： V 1T 1＝V 2T 0，其中T 0＝273 K ，T 1＝(273＋25) K ＝298 K 代入数据得V 2≈2.05 L(2)瓶内空气的质量m ＝V 2V 0M ≈2.65 g.判断出气体的压强不变是运用盖—吕萨克定律的关键．三、p －T 图象与V －T 图象的比较例3 如图5所示是一定质量的气体从状态A 经B 到状态C 的V －T 图象，由图象可知( )图5A ．p A >pB B ．pC <p B C ．V A <V BD ．p A <p B 答案 D解析由题中图象可知V C T C ＝V BT B ，所以，B 点和C 点的压强相等．A 点和B 点的体积相同，T B >T A ，所以p B >p A .故D 选项正确．例4 (多选)一定质量的气体经过如图6所示的一系列过程，下列说法中正确的是( )图6A ．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，体积变小D ．c →a 过程中，气体压强增大，体积不变答案 AD解析由题图可知a →b 过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化，由图可知p a ＞p b ，根据玻意耳定律p a V a ＝p b V b 可得V a <V b ，即压强减小，体积增大，A 正确；由图可知b →c 过程中，气体压强不变，温度降低即T b ＞T c ，根据V b T b ＝V cT c 可得：V b >V c ，即体积减小，B 错误；c →a 过程中气体压强增大，气体的体积保持不变，即发生等容变化，C 错误，D 正确．1．(查理定律的应用)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Δp 1，当它由100 ℃升高到110 ℃时，所增压强为Δp 2，则Δp 1与Δp 2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＝pT ΔT，一定质量的气体在体积不变的条件下ΔpΔT＝C，温度由0 ℃升高到10 ℃和由100 ℃升高到110 ℃，ΔT＝10 K相同，故所增加的压强Δp1＝Δp2，C项正确．2．(p－T图象)(多选)如图7所示，是一定质量的气体的三种变化过程，下列四种解释中，说法正确的是()图7A．a→d过程气体体积增加B．b→d过程气体体积不变C．c→d过程气体体积增加D．a→d过程气体体积减小答案AB解析在p－T图象中等容线是延长线过原点的直线，且体积越大，直线的斜率越小．因此，a状态对应的体积最小，c状态对应的体积最大，b、d状态对应的体积相等，故A、B正确．3.(V－T图象)一定质量的理想气体，从图8所示的A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断中不正确的是(BC与横轴平行，CD与纵轴平行)()图8A．A→B温度升高，压强不变B．B→C体积不变，压强变大C．C→D体积变小，压强变大D．D点的压强比A点的压强小答案 B解析A→B过程V与T成线性关系，是等压线，A正确；B→C是等容过程，温度降低，压强减小，B错误；C→D是等温过程，体积变小，压强变大，C正确；D点与坐标原点连线的斜率大于OA的斜率，在V－T图象中斜率越大，压强越小，所以D点的压强比A点的压强小，D 正确．故选B.4.(两个定律的应用)如图9所示，一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长为L ，底面直径为D ，其右端中心处开有一圆孔，质量为m 的气体被活塞封闭在容器内，器壁导热良好，活塞可沿容器内壁无摩擦滑动，其质量、厚度均不计，开始时气体温度为300 K ，活塞与容器底部相距23L ，现对气体缓慢加热，已知外界大气压强为p 0，求温度为480 K 时气体的压强．图9答案 p 2＝1615p 0解析开始加热时，在活塞移动的过程中，气体做等圧变化．设活塞缓慢移动到容器最右端时，气体末态温度为T 1，V 1＝πD 2L4初态温度T 0＝300 K ，V 0＝πD 2L6由盖－吕萨克定律知V 0T 0＝V 1T 1解得：T 1＝450 K活塞移至最右端后，气体做等容变化，已知T 1＝450 K ，p 1＝p 0，T 2＝480 K 由查理定律知p 1T 1＝p 2T 2则p 2＝1615p 0.考点一查理定律的应用1．一定质量的气体，体积保持不变，下列过程可以实现的是( ) A ．温度升高，压强增大 B ．温度升高，压强减小 C ．温度不变，压强增大 D ．温度不变，压强减小答案 A解析由查理定律p ＝CT 得温度和压强只能同时升高或同时降低，故A 项正确．2．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上．其原因是，当火罐内的气体( )A ．温度不变时，体积减小，压强增大B ．体积不变时，温度降低，压强减小C ．压强不变时，温度降低，体积减小D ．质量不变时，压强增大，体积减小答案 B解析纸片燃烧时，罐内气体的温度升高，将罐压在皮肤上后，封闭气体的体积不再改变，温度降低时，由p ∝T 知封闭气体压强减小，罐紧紧“吸”在皮肤上，B 选项正确． 3．在体积不变的密封容器中装有某种气体，当温度从50 ℃升高到100 ℃时，气体的压强从p 1变到p 2，则( ) A.p 1p 2＝12 B.p 1p 2＝21 C.p 1p 2＝323373 D ．1＜p 1p 2＜2答案 C解析由于气体做等容变化，所以p 1p 2＝T 1T 2＝t 1＋273t 2＋273＝323373，故C 选项正确．考点二盖—吕萨克定律的应用4．一定质量的气体保持其压强不变，若热力学温度降为原来的一半，则气体的体积变为原来的( )A ．四倍B ．二倍C ．一半D ．四分之一答案 C5．房间里气温升高3 ℃时，房间内的空气将有1%逸出到房间外，由此可计算出房间内原来的温度是( )A ．－7 ℃B ．7 ℃C ．17 ℃D ．27 ℃ 答案 D解析以升温前房间里的气体为研究对象，由盖—吕萨克定律：T ＋3T ＝V (1＋1%)V ，解得：T＝300 K ，t ＝27 ℃，所以选D.6.如图1所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为5×10－4 m 2，一定质量的气体被质量为2.0 kg 的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为 Pa(大气压强恒为1.01×105 Pa ，g 取10 m/s 2)．若从初温27 ℃开始加热气体，使活塞离汽缸底部的高度由0.5 m 缓慢变为0.51 m ，则此时气体的温度为 ℃.图1答案 1.41×105 33解析气体的压强p ＝p 0＋mgS＝1.41×105 Pa加热气体时做等压变化，根据V 1T 1＝V 2T 2，代入数据得：T 2＝306 K ，t 2＝33 ℃.考点三 p －T 图象和V －T 图象的考查7. (多选)如图2所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，现用水平外力F 作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动一段距离，由状态①变化到状态②.如果环境保持恒温，分别用p 、V 、T 表示该理想气体的压强、体积、温度．气体从状态①变化到状态②.下列图象中可以表示此过程的是( )图2答案 AD解析由题意知，由状态①变化到状态②的过程中，温度保持不变，体积增大，根据pV T＝C 可知压强减小，对A 图象进行分析，p －V 图象是双曲线即等温线，且由①到②体积增大，压强减小，故A正确；对B图象进行分析，p－V图象是直线，温度会发生变化，故B错误；对C图象进行分析，可知温度不变，但体积减小，故C错误；对D图象进行分析，可知温度不变，压强减小，体积增大，故D正确．8.如图3所示，a、b、c分别是一定质量的气体的三个状态点，设a、b、c状态的气体体积分别为V a、V b、V c，则下列关系中正确的是()图3A．V a＜V b＜V c B．V a＞V b＝V cC．V a＝V b＜V c D．V a＝V b＞V c答案 C9.如图4所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板．初始时，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板，现缓慢升高缸内气体温度，则如图所示的p－T图象能正确反映缸内气体压强变化情况的是()图4答案 B解析初始时刻，活塞紧压小挡板，说明汽缸中的气体压强小于外界大气压强；在缓慢升高汽缸内气体温度时，气体先做等容变化，温度升高，压强增大，当压强等于大气压时活塞离开小挡板，气体做等压变化，温度升高，体积增大，A、D错误；在p－T图象中，等容线为过原点的直线，所以C错误，B正确．10．(多选)一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V－T图上如图5所示，则()图5A．在过程AC中，气体的压强不断变大B．在过程CB中，气体的压强不断变小C．在状态A时，气体的压强最大D．在状态B时，气体的压强最大答案AD解析气体在AC变化过程是等温变化，由pV＝C可知，体积减小，压强增大，故A正确．在CB变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由pT＝C可知，温度升高，压强增大，故B错误．综上所述，在ACB过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，故C错误，D正确．考点四综合应用11．如图6所示，一足够高圆柱形容器竖直放置，通过活塞封闭着摄氏温度为t的气体．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：图6(1)气体的压强；(2)这段时间内气体的温度升高了多少度？答案见解析解析(1)对活塞受力分析，如图所示pS＝p0S＋mg则p ＝p 0＋mg S(2)气体做等压变化初状态：V 1＝hS ，T 1＝273＋t末状态：V 2＝2hS ，T 2＝？由V 1T 1＝V 2T 2得T 2＝2(273＋t ) 故Δt ＝T 2－T 1＝273＋t .12.一粗细均匀的U 形玻璃管竖直放置，短臂端封闭，长臂端(足够长)开口向上，短臂内封有一定质量的气体．初始状态时管内各段长度如图7所示，密闭气体的温度为27 ℃.大气压强为75 cmHg ，求：图7(1)若沿长臂的管壁缓慢加入5 cm 的水银柱并与下方的水银合为一体，为使密闭气体保持原来的长度，应使气体的温度变为多少？(2)在第(1)小题的情况下，要使两端玻璃管中水银面相平，则气体的温度变为多少？答案 (1)320 K (2)258 K解析 (1)加入5 cm 的水银柱后，气体压强变为p 2＝p 0＋p h ＝80 cmHg第一个状态到第二个状态，由查理定律得：p 1T 1＝p 2T 2解得 T 2＝320 K(2)两边水银面相平，则气体压强p 3＝p 0，气体长度变为 L 3＝L 1－h 2＝15.5 cm 第一个状态到第三个状态，由盖－吕萨克定律得：V 1T 1＝V 3T 3，解得 T 3≈258 K.13．一定质量的气体从状态A 变化到状态B 再变化到状态C ，其状态变化过程的p －V 图象如图8所示．已知该气体在状态A 时的温度为27 ℃.则该气体在状态B 、C 时的温度分别为多少摄氏度？图8答案－173 ℃ 27 ℃解析由题图可知：A →B 为等容变化，由查理定律得：p A T A ＝p B T B代入数据得：T B ＝100 K ①又：T ＝273＋t ②由①②得：t B ＝－173 ℃B →C 为等压变化，由盖—吕萨克定律得V B T B ＝V C T C代入数据得：T C ＝300 K ③由②③得：t C ＝27 ℃.。

高二物理人教版选修3-3课件：8.3 理想气体的状态方程第二课时

h 解析设活塞移动的距离为 x cm，则左侧气体体积为(l＋ 2 h －x)cm 柱长，右侧气体体积为(l－ )cm 柱长，取右侧气体 2 h 为研究对象．由等温变化规律得 p0l＝p2(l－ ) 2 p0l 758 解得 p2＝ h＝ cmHg 7 l－ 2 800 左侧气柱的压强为 p1＝p2＋h＝ cmHg 7 取左侧气柱为研究对象，由等温变化规律得 h p0l＝p1(l＋－x)，解得 x＝6.4 cm. 2
点，并且要画箭头表示变化的方向)，说明每段图线各表示什么过程．答案答案见解析
课堂讲义
解析由pV 图可直观地看出，气体在 A、B、C、D 各状
Hale Waihona Puke 态下的压强和体积为 VA＝10 L，pA＝4 atm，pB＝4 atm，pC ＝2 atm，pD＝2 atm，VC＝40 L，VD＝20 L. pAVA pCVC pDVD (1)根据气态方程 T ＝ T ＝ T A C D 2×40 pCVC 可得 TC＝p V TA＝ ×300 K＝600 K 4×10 A A 20×2 pDVD TD＝ p V TA＝ ×300 K＝300 K 4×10 A A TB＝TC＝600 K
课堂讲义
(2)由状态 B 到状态 C 为等温变化，由玻意耳定律有： pBVB＝pCVC pCVC 2×40 得 VB＝ p ＝ L＝20 L 4 B
•在V-T图上状态变化过程的图线由A、B、C、D各状态点依次连接(如图所示)， •AB是等压膨胀过程，BC是等温膨胀过程，CD是等压压缩过程．
课堂讲义
• 【例3】使一定质量的理想气体按图2中箭头所示的顺序变化，图中BC是一段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线． • (1)已知气体在状态A的温图2 度TA＝300 K，求气体在状态 (2) 将上述状态变化过程在 V -T中用图线表示出来(图中要标明A、B、C、D四 B 、 C和D的温度各是多少．

人教版高二物理选修3-3 第八章气体知识点

第八章气体知识点一、气体的状态参量1、体积：气体的体积就是指气体分子所能达到的空间。

单位：国际单位m 3，常用单位还有L 、mL 等等。

2、温度：从宏观角度看，温度表示物体的冷热程度。

从微观角度看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。

3、压强：气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。

单位：国际单位Pa ，常用单位还有标准大气压atm ，毫米汞柱mmHg 。

mmHgcmHg atm pa mmHg pa atm m N Pa 760761,1331,10013.11,1152===⨯===二、气体的等温变化及规律探究1、气体的等温变化：一定质量的气体，在温度不变的条件下压强与体积变化的关系。

2、探究气体等温变化的规律①压强p 可以由压力表读出；体积可以由玻璃管侧面的空气柱长度L 与横截面积S 的乘积求得。

②数据处理：做出图像。

③结论；压强和体积成反比。

④实验注意事项：实验中必须保证空气的质量、温度不变。

所以实验中保持温度恒定，实验操作时不要触摸注射器的空气柱部分。

不能漏气。

三、波意耳定律1、一定质量的某种气体，在温度不变情况下，压强P 与体积V 成反比。

2、C PV =（用在判断题。

） V P V 2211=p （计算题公式）3、使用条件：①气体质量不变、温度不变；②气体温度不太低、压强不太大。

式中的C 是常量，与气体的种类和质量有关，种类不同、质量不同，C 也会不同，还与温度有关。

4、图像分析；两种图像 ①VP 1-图像：物理意义：一定质量的气体，温度不变时，PV=常量，P 与V 1成正比，在V P 1-图上的等温线应该是过原点。

温度高低：直线斜率为P 与V 的乘积，斜率越大，PV 乘积越大，温度就越高，图中12T T 〉。

②V P -图像：物理意义：一定质量的气体在温度不变的情况下，P 与V 成反比，因此等温过程的V P -图像是双曲线的一支。

温度高低：一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积必然越大，在V P -图上的等温线就越高，图中21T T 〈。

高中物理,选修3---3,第八章气体,全章课件汇总

体积缩小到原来的几分之一,压强增大到原来的几倍.体积增大到原来的几倍,它的压强就减小为原来的几分之一.
二、玻意耳定律 1. 内容
一定质量的某种气体在温度不变的情况下,压强跟体积成反比.即pV=C(常量 )或 2.说明 p1V1=p2V2。（1）成立条件：质量一定，温度不变，且压强不太大，温度不太低。
（a：V↓→p↑，V↑→p↓；b：是一条光滑的曲
5.等温变化图象的特点:
(1)等温线是双曲线的一支。 (2)温度越高,其等温线离原点越远.
同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？
p
结论:t3>t2>t1
2
3
1
0
V
6.图象意义
(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系 (2)点的意义:每一组数据 ps+F-mg-p0s=0
• 4.如图所示,气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成. 活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起,可无摩擦移动.A、B的质量分别为mA,mB,横截面积分别为 SA,SB.一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间,活塞外侧大气压强p0。气缸水平放置达到平衡状态如图(a)所示, 将气缸竖直放置达到平衡后如图(b)所示. 水平时：对活塞AB和细杆进行受力分析求两种情况下封闭气体的压强 . 有：p0sA-p1sA- p0sB+p1sB=0
竖直时：同理可得： p0sA+mAg-p2sA+ p2sB+mBg-p0sB=0
诱思导学
夏天自行车轮胎不能打足气，而冬天则要打足气，为什么？其实，生活中许多现象都表明，气体的压强，体积，温度三个状态量之间一定存在某种关系？究竟是什么关系呢？我们怎么来研究? 研究的方法---控制变量法本节课我们就来研究控制一定质量的某种气体，温度不变的情况下，压强与体积的变化关系。我们称之为等温变化

【精品导学】物理选修3-3人教版讲义：第八章气体章末总结(Word版)

章末总结一、气体实验定律和理想气体状态方程的应用1．玻意耳定律、查理定律、盖—吕萨克定律可分别看成是理想气体状态方程在T恒定、V 恒定、p恒定时的特例．2．正确确定状态参量是运用气体实验定律的关键．求解压强的方法：(1)在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等列方程求气体压强．(2)也可以把封闭气体的物体(如液柱、活塞、汽缸等)作为力学研究对象，分析受力情况，根据研究对象所处的不同状态，运用平衡条件或牛顿第二定律列式求解．3．注意气体实验定律或理想气体状态方程只适用于一定质量的气体，对打气、抽气、灌气、漏气等变质量问题，巧妙地选取研究对象，使变质量的气体问题转化为定质量的气体问题．例1如图1所示，足够长的圆柱形汽缸竖直放置，其横截面积为1×10－3m2，汽缸内有质量m＝2kg的活塞，活塞与汽缸壁密封良好，不计摩擦．开始时活塞被销子K销于图中位置，离缸底12cm ，此时汽缸内密闭气体的压强为1.5×105Pa ，温度为300K ．外界大气压为1.0×105Pa ，g ＝10m/s 2.图1(1)现对密闭气体加热，当温度升到400K 时，其压强为多大；(2)达到问题(1)的条件时拔去销子K ，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，汽缸内气体的温度为360K ，则这时活塞离缸底的距离为多少？答案 (1)2.0×105Pa (2)18cm解析 (1)气体体积不变，由查理定律得 p 1T 1＝p 2T 2，即1.5×105Pa 300K ＝p 2400K 解得：p 2＝2.0×105Pa.(2)p 3＝p 0＋mgS＝1.2×105Pa ，T 3＝360K设气体温度为360K 时活塞离缸底的距离为l 3，由理想气体状态方程得p 1V 1T 1＝p 3V 3T 3，V 1＝l 1S ，V 3＝l 3S解得：l 3＝18cm.例2 如图2所示，一定质量的理想气体被封闭在体积为V 0的容器中，室温为T 0＝300K ，有一光滑导热活塞C (不占体积)将容器分成A 、B 两室，B 室的体积是A 室的两倍，A 室容器上连接有一U 形管(U 形管内气体的体积忽略不计)，两边水银柱高度差为76cm ，B 室容器中连接有一阀门K ，可与大气相通(外界大气压等于76cmHg)．求：图2(1)将阀门K 打开后，A 室的体积变成多少？(2)打开阀门K 后将容器内的气体从300K 分别加热到400K 和540K 时，U 形管内两边水银面的高度差各为多少？答案 (1)23V 0 (2)0 15.2cm解析 (1)初始时，p A 0＝p 0＋p h ＝152cmHg ，V A 0＝V 03打开阀门后，A 室气体做等温变化，p A ＝76cmHg ，体积为V A ，由玻意耳定律得 p A 0V A 0＝p A V A V A ＝p A 0V A 0p A ＝23V 0. (2)假设打开阀门后，气体温度从T 0＝300K 升高到T 时，活塞C 恰好到达容器最右端，气体体积变为V 0，压强仍为p 0，即等压变化过程．根据盖—吕萨克定律V 1T 1＝V 2T 2得T ＝V 0V AT 0＝450K因为T 1＝400K<450K ，所以p A 1＝p 0，水银柱的高度差为零．从T ＝450K 升高到T 2＝540K 为等容变化过程．根据查理定律得p 0T ＝p A 2T 2，解得p A 2＝91.2cmHg.T 2＝540K 时，p 0＋p h ′＝91.2cmHg ，得 p h ′＝15.2cmHg故水银面高度差h ′＝15.2cm. 二、气体图象问题的综合应用要会识别图象反映的气体状态的变化特点，并且熟练进行图象的转化，理解图象的斜率、截距的物理意义．当图象反映的气体状态变化过程不是单一过程，而是连续发生几种变化时，注意分段分析，要特别关注两阶段衔接点的状态．例3 一定质量的理想气体，在状态变化过程中的p －T 图象如图3所示．在A 状态时的体积为V 0，试画出对应的V －T 图象和p －V 图象．图3答案见解析图解析对气体A →B 的过程，根据玻意耳定律，有p 0V 0＝3p 0V B ，则V B ＝13V 0，C →A 是等容变化．由此可知A 、B 、C 三个状态的状态参量分别为：A ：p 0、T 0、V 0；B ：3p 0、T 0、13V 0；C ：3p 0、3T 0、V 0.V －T 图象和p －V 图象分别如图甲、乙所示．例4 (多选)一定质量的理想气体的状态变化过程的p －V 图象如图4所示，其中A 是初状态，B 、C 是中间状态，A →B 是等温变化，如将上述变化过程改用p －T 图象和V －T 图象表示，则下列各图象中正确的是( )图4答案 BD解析在p －V 图象中，由A →B ，气体经历的是等温变化过程，气体的体积增大，压强减小；由B →C ，气体经历的是等容变化过程，根据查理定律p B T B ＝p CT C ，p C >p B ，则T C >T B ，气体的压强增大，温度升高；由C →A ，气体经历的是等压变化过程，根据盖—吕萨克定律V CT C ＝V AT A，V C >V A ，则T C >T A ，气体的体积减小，温度降低．A 项中，B →C 连线不过原点，不是等容变化过程，A错误；C项中，B→C体积减小，C错误；B、D两项符合全过程．综上所述，正确答案选B、D.。

2019版物理《学案导学与随堂笔记》人教版选修3-3课件：第八章气体1

图1
答案
(2)在图2中，汽缸置于水平地面上，汽缸横截面积为S，活塞质量为m，
设大气压强为p0，试求封闭气体的压强．
答案以活塞为研究对象，受力分析如图，
由平衡条件得mg＋p0S＝pS
则 p＝p0＋mSg.
图2
答案
知识梳理
封闭气体压强的计算方法主要有： (1)取等压面法根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等列方程求气体压强． (2)力平衡法对于平衡态下用液柱、活塞等封闭的气体压强，可对液柱、活塞等进行受力分析，由F合＝ 0 列式求气体压强．
即学即用
如图5所示，粗细均匀的长玻璃管一端封闭，开口向下竖直放置时，长为
h(cm)的水银柱封闭的空气柱长度为L1.(大气压强为p0，压强以cmHg为单
位) (1)若温度保持不变，玻璃管开口p向0－上hL1
p0＋h
放置时，封闭空气柱的长度L2＝
.
(2)若温度保持不变，将玻璃管倾斜，
使玻璃管与水平方向的夹p0角－为hθL，1 则
解析由题图可知空气被封闭在细管内，洗衣缸内水位升高时，气体体
积减小，根据玻意耳定律，气体压强增大，B选项正确.

解析答案
3.(多选)下图中，p表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，各图中正确描述一定质量的气体发生等温变化的是
√
√
1234
解析答案
4.如图16所示，横截面积为0.01 m2、足够高的汽缸内被重力G＝200 N的活塞封闭了高30 cm的气体.已知大气压 p0＝1.0×105 Pa，现将汽缸倒转竖直放置，设温度不变，求此时活塞到缸底的高度.
题型探究
一、封闭气体压强的计算

高中物理人教版选修3-3(课件)第八章气体 2

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(2)p-t 图象 ①意义：反映了一定质量的气体在等容变化中，压强 p 与摄氏温度 t 的线性关系． ②图象：倾斜直线，延长线与 t 轴交点为－273.15 ℃. ③特点：连接图象中的某点与(－273.15 ℃，0)连线的斜率越大，体积越小．
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1．下列描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线不正确的是( )
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【解析】选玻璃泡 A 内的一定量的气体为研究对象，由于 B 管的体积可略去不计，温度变化时，A 内气体经历的是一个等容过程．
玻璃泡 A 内气体的初始状态：T1＝300 K， p1＝(76－16) cmHg＝60 cmHg；末态，即 t＝0 ℃的状态：T0＝273 K. 由查理定律得 p＝TT01p1＝237030×60 cmHg＝54.6 cmHg. 所以 t＝0 ℃时水银面的高度，即刻度线的位置是 x0＝(76－54.6) cm＝21.4 cm. 【答案】 21.4 cm
明了一种可以升空的信号灯——孔明灯，并成功进行了信号
联络，其后终于顺利脱险，你知道孔明灯为什么能够升空吗？图824
【提示】孔明灯是利用火焰的热量使容器内的气体等压膨胀，使部分气
体从孔明灯内溢出，进而使孔明灯内气体的质量减小，当大气对孔明灯的浮力
恰好等于孔明灯的重力时，即达到孔明灯升空的临界条件，若继续升温，孔明
1．等压变化
质量一定的气体，在__压__强__不__变__的条件下，体积随温度的变化．
2．盖—吕萨克定律
(1)文字表述：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．
(2)公式表达：V＝__C_T___或VT11＝VT22或VV21＝TT12.

人教版物理选修3-3同步导学精品课件第八章气体第2节

新课标导学
物理
选修3-3 ·人教版
第八章
气体
第二节气体的等容变化和等压变
※※ ※※
掌握气体的等容变化、查理定律掌握气体的等压变化、盖·吕萨克定律
1
课前预
2
课内探
3
素养提
4
课堂达
5
课时作
课前预习
气体的等容变化 1．等容变化一定质量的某种气体在体__积__不__变__时压强随温度的变化叫做等容变 2．查理定律 (1)内容：一定质量的气体，在体__积__不__变__的情况下，它的压强与 __正____比。
(2)表达式：p＝CT 或Tp＝C Tp11＝__Tp_22___或pp21＝_TT_12___。
• 3．等容过程的p－T和p－t图象
• 图象说明： • (1)等容变化的p－T图象是延长线过原点的倾斜直线，如
且V<1________V2，即体积越大，斜小率越________。 • (图2)乙等所容示变，化且的斜p－率t图越象大是，延体长积线越过__横__轴_－___2_7_3_，._1_5图__象_℃纵的轴倾的
探究二气体的等压变化
相传三国时期著名的军事家、政治家诸葛亮被司马懿困于平阳，无法派兵出城求救。就在此关键时刻，诸葛亮发明了一种可以升空的信号灯——孔明灯，并成功进行了信号联络，其后终于顺利脱险，试论述孔明灯能够升空的原理。
『想一想』我国民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，即用一个小罐，将纸燃烧后放入罐内，然后迅速将火罐开口端紧压在人体的皮肤上，待火罐冷却后，火罐就被紧紧地“吸”在皮肤上。你知道其中的道理吗？
答案：火罐内的气体体积一定，冷却后气体的温度降低，压强气压力作用下被“吸”在皮肤上。
课内探究

版物理《学案导学与随堂笔记》人教版(江苏版)选修33课件：第八章+气体+4

表现出一定的规律性.
答案
2.气体分子间的作用力很小，若没有分子力作用，气体分子将处于怎样的自由状态？答案无碰撞时气体分子将做直线运动，但由于分子之间的频繁碰撞，使得气体分子的速度大小和方向频繁改变，运动变得杂乱无章.
3.温度不变时，每个分子的速率都相同吗？温度升高，所有分子运动速率都增大吗？答案分子在做无规则运动，造成其速率有大有小.温度升高时，所有分子热运动的平均速率增大，即大部分分子的速率增大了，但也有少数分子的速率减小.
3.盖—吕萨克定律的微观解释一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大 (填“增大” 或“减小”)，分子撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需使影响压强的另一个因素分子的密集程度减小，所以气体的体积增大 (填“增大”或“减小”).
题型探究
一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义
三、对气体实验定律的微观解释
例4 一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是 A.此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变 B.此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变 C.此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以
本课结束
• 不习惯读书进修的人，常会自满于月14日星期四下午8时26分5秒20:26:0522.4.14 • 读书，永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月下午8时26分22.4.1420:26April 14, 2022 • 正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022年4月14日星期四8时26分5秒20:26:0514 April 2022 • 书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。

2019版物理《学案导学与随堂笔记》人教版选修3-3课件：第八章 气体2

高中物理人教版(选修3-3)课件：第八章 第3节 理想气体的状态方程 (共23张PPT)

2019-2020学年高二物理人教版选修3-3课件第八章 气体 本章整合