高中物理 气体实验定律 第2课时 鲁科版选修3-3

3．气体实验定律和理想气体状态方程的解题要点： (1)选对象——根据题意，选出所研究的某一部分气体， 这部分气体在状态变化过程中，其质量必须保持不变． (2)找参量——找出作为研究对象的这部分气体发生状态
变化前、后的一组p、V、T数值或表达式，其中压强的确
定往往是个关键． (3)认过程——过程表示两个状态之间的一种变化方式， 认清变化过程是正确选用物理规律的前提．
图4－1－3
【例3】 一容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外 界大气相通，原来容器内气体的温度为27 ℃，如果把 它加热到127 ℃，从容器中逸出的空气质量是原来质量 的多少倍？ 答案 14倍
解析 设逸出的气体被一个无形的膜所密闭，以容器中原来的
气体为研究对象，初态 V1＝V，T1＝300 K；末态 V2＝V＋ΔV， T2＝400 K， 由盖·吕萨克定律VT11＝VT22，得TV1＝V＋T2ΔV， 代入数据得 ΔV＝V3，
图4－1－1
【例1】 电灯泡内充有氦氩混合气体，如果要使电灯泡内 的混合气体在500 ℃时的压强不超过一个大气压，则在 20 ℃的室温下充气，电灯泡内气体压强至多能充到多 大？ 答案 0.38 atm
解析 由于电灯泡容积不变，故气体为等容变化， 设 500 ℃时压强为 p1，t2＝20 ℃时的压强为 p2. 由题意可知：T1＝(500＋273)K＝773 K p1＝1 atm T2＝(20＋273) K＝293 K p2＝？ 由查理定律：Tp11＝Tp22，所以 p2＝Tp11T2＝7173×293 atm＝0.38 atm.
解析 如图所示，连接oa，od，则oa， ob，od为等容线，且斜率越大，表示 气体体积越小，因此Vb＝Vc>Va>Vd.故
选项A、B正确，C、D错误．
二、盖·吕萨克定律 1．盖·吕萨克定律的表述
(1)VT11＝VT22＝C(恒量) (2)VT＝ΔΔVT 2．V-T 图中的等压线 如图 4－1－3 所示为 V-T 图中的等压线，这是一条通过原 点的倾斜直线，直线斜率 k＝VT＝C，斜率越大，常量 C 越 大，压强越小．在图中给出的四条等压线的关系为： p1>p2>p3>p4.
V 又因为 m＝ρV，故Δmm＝V＋ΔVΔV＝433V＝14.
借题发挥 此题从容器中逸出空气来看是一个变质量问题， 为转化为等压变化问题，从而把逸出的空气看成气体的膨胀， 因小孔跟外界大气相通，所以压强不变．因此符合盖·吕萨 克定律．
【例4】 下列各图中，能正确表示一定质量气体的等压变 化的过程的图象是 ()
积与热力学温度成 正比 ．
2．公式：VT
＝C 或
V1 T1
＝VT22.
3．条件：气体的 质量 一定， 压强 保持不变．
三、理想气体状态方程
1．三个参量都变化时的关系：pTV
＝C 或pT1V1 1＝
p2V2 T2
.
2．实验定律的成立条件：
(1)气体的质量 一定 (选填“一定”或“变化”)．
(2)压强 不太大 (选填“不太大”或“不太小”)、温度
答案 ACD
三、理想气体状态方程 1．理想气体状态方程：
当压强、体积和温度同时变化时，遵循：pTV＝C， 或pT1V1 1＝pT2V2 2，其中 C 为常数，与气体的种类和质量有关．
2．气体实验三定律是理想气体状态方程的特殊情况： 当 T 一定时，pV＝CT＝C1(玻意耳定律)； 当 V 一定时，Tp＝CV＝C2(查理定律)； 当 p 一定时，VT＝Cp＝C3(盖·吕萨克定律)．
解析 画出该题始、末状态的示意图： 分别写出初、末状态的状态参量：
(4)列方程——根据研究对象状态变化的具体方式，选用理 想气体状态方程(或某一实验定律)列方程．代入具体数值时，
T必须用热力学温度，p、V的单位要统一．
(5)验结果——解答出结果后，不要急于下结论．要分析讨 论所得结果的合理性及其是否有实际的物理意义．
【例5】 一水银气压计中混进了空气，因而在27 ℃，外界 大气压为758 mmHg时，这个水银气压计的读数为738 mmHg，此时管中水银面距管顶80 mm，当温度降至－3 ℃时，这个气压计的读数为743 mmHg，求此时的实际大 气压值为多少mmHg? 答案 762.2 mmHg
源自文库
不太低 (选填“不太高”或“不太低”).
一、查理定律 1．查理定律的表述
(1)Tp11＝Tp22＝C(恒量) (2)Tp＝ΔΔTp
2．p－T 图中的等容线 (1)p－T 图中等容线是一条通过原点的倾斜直线． (2)斜率 k＝Tp＝CV(C 为常数)与气体体积有关，体积越大，斜 率越小．如图 4－1－1 所示，四条等容线的关系为： V1>V2>V3>V4.
【例2】 一定质量的某种气体的状态经历了如图4－1－2所
示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原 点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体
体积在 ()
图4－1－2
A．ab过程中不断增加 B．bc过程中保持不变 C．cd过程中不断增加 D．da过程中保持不变
答案 AB
2．公式：Tp
＝C 或
p1 T1
＝Tp22.
3．条件：气体的 质量 一定， 体积 保持不变．
4．注意：
(1)式中的温度为热力学温度T
，单位符号
是K.
t＋273
(2) 热 力 学 温 度 T 与 摄 氏 温 度 t 之 间 的 关 系 T
＝
.
二、盖·吕萨克定律： 1．内容：一定质量的气体，在 压强 保持不变的条件下，体
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第1节 气体实验定律(第2课时)
[目标定位] 1.知道查理定律与盖·吕萨克定律的表达式
及适用条件． 2.理解pT图象与VT图象的物理意义． 3.会
利用理想气体状态方程解决问题．
一、查理定律：
1．内容：一定质量的气体，在 体积 保持不变的条件下，压 强与热力学温度成 正比 ．