鲁科版高中物理选修3-3课件高二：第4章气体本章整合

解析:A→B 为等容线,压强随温度升高而增大。 B→C 为等压过程,体积随温度升高而增大。 C→D 为等温变化,体积随压强减小而增大。 D→A 为等压变化,体积随温度降低而减小。 由题意知 VB=VA=1 L,因为VTBB = VTCC,所以 VC=TTBC·VB=940500×1 L=2 L。 VD=ppDC·VC=31×2 L=6 L,据以上数据,题中四个过程的 p V 图象如图所示。
气体 p2
p2'
=
TT',压强变化量
Δp2=(TT'-1)p2,同理,下部气体压强变化量
Δp1=(TT'-1)p1,
由于开始时,p1>p2,故 Δp1>Δp2,水银柱向上移动。
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专题一
专题二
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(2)图象法:判断液柱移动还可用 p T 法,在同一 p T 坐标系中画出两段 气柱的等容线,如图所示,在温度相同时 p1>p2,得气柱 l1 等容线的斜率较大, 当两气柱升高相同的温度 ΔT 时,其压强的增量 Δp1>Δp2,水银柱上移。
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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。
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2.判断方法
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以如图所示的装置为例。两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内 有一段长为 h 的水银柱,将管内气体分为两部分。若使两部分气体同时升高 相同的温度,管内水银柱将如何运动?(设原来温度相同)
(1)假设法:假设水银柱不动,则上、下两部分气体发生等容变化,对上部
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【例题 3】 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?
解析: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
=
Δ������知
������
Δp=������������00ΔT,综合初始条件:pA0>pB0,TA0=TB0
可知 ΔpA>ΔpB,水银柱上移,A、C 正确;由总体积不变知,ΔVA=ΔVB,B 错误;
由 ΔF=Δp·S 可得,ΔFA>ΔFB,D 错误。
答案:AC
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专题三专题三、变质量Fra bibliotek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。
答案:AB 是等容过程,BC 是等压过程,CD 是等温变化,DA 是等压变化 VB=1 L,VC=2 L,VD=6 L,p V 图见解析。
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专题二、液柱随温度变化移动的分析技巧
1.液柱问题的特点 (1)当封闭气体温度变化时,与液柱相关的封闭气体的 p、V、T 都发生 变化,液柱的平衡状态被打破,液柱就发生移动。 (2)由于 p、V、T 三个量都相关,且 p、V、T 都发生变化,直接判断液 柱移动的方向会有很大困难,关键是判定因 Δp 的变化而引起 ΔF 的变化从 而引起体积的变化,所以通常认为 V 不变。
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【例题 1】如图所示,一定质量的气体从状态 A 经 B、C、D 再回到 A。 问 AB、BC、CD、DA 是什么过程?已知气体在状态 A 时的体积是 1 L,求 在状态 B、C、D 时的体积各为多少,并把此图改为 p V 图。
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化量为 ΔVA、ΔVB,压强变化量为 ΔpA、ΔpB,对液面压力的变化量为 ΔFA、ΔFB, 则( )
A.水银柱向上移动了一段距离
B.ΔVA<ΔVB
C.ΔpA>ΔpB
D.ΔFA=ΔFB
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解析:分别选取 A、B 两部分气体为研究对象,假设 A、B 两部分气体发
生等容变化,由查理定律:������������00
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温度(T) 气体的状态参量 体积(V)
压强(p)
气体实验定律
玻意耳定律
成立条件:m、T 一定
表达式:p∝
1 V
pV 图象上的等温线:双曲线
成立条件:m、V 一定
查理定律
表达式:p∝T
pT 图象上的等容线:直线
由理想气体状态方程������1������1
������1
=
���������2������2���2得,������������12
=
������������21������������12,
所以������1
������2
=
15。故剩余气体为原来的15。
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答案:1259
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(3)极限法:由于管上段气柱压强 p2 较下段气柱压强 p1 小,设想 p2→0, 即管上部认为近似为真空,于是立即得到温度 T 升高,水银柱向上移动。
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【例题 2】 如图为竖直放置的上细下粗密闭细管,水银柱将气体分隔
为 A、B 两部分,初始温度相同。使 A、B 升高相同温度达到稳定后,体积变
成立条件:m、p 一定
气体
盖·吕萨克定律
表达式:V∝T
VT 图象上的等压线:直线
理想气体:严格遵守气体实验定律、无分子势能
理想气体的状态方程
方程:
pV T
=
C(常量)
应用
气体压强的微观意义 气体热现象的微观意义
对气体实验定律的微观解释
饱和汽 饱和汽与饱和汽压
饱和汽压
绝对湿度
空气的湿度 相对湿度
湿度计
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专题一、气体实验定律图象之间的转换技巧
在解决气体实验定律图象之间的转换问题时,可按以下步骤进行。 (1)判断横、纵坐标是哪个物理量,明确图象的意义和特点,特别注意温 度轴是 T 还是 t。 (2)根据所给图象判断气体状态的变化属于哪种变化。 (3)确定气体各状态的状态参量,画出相应图象。