第4章 第1节 气体实验定律-2020-2021学年高中物理选修3-3【导学教程】同步辅导（鲁科版）word

第1节　气体实验定律 知识点一　玻意耳定律 [自学教材] 1．等温变化 一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，研究压强和体积之间的关系。 2．实验装置 图4－1－1 3．探究过程 实验器材 针筒、气压计等 研究对象 (系统) 针筒内封闭的空气 数据收集 压强由气压计读出，气体体积(长度)由针筒本身的刻度读出 数据处理 以压强p为纵坐标，以体积倒数为横坐标作出p­图像 图像结果 p­图像是一条过原点的直线 实验结论 温度恒定时，气体的压强跟体积的倒数成正比，即气体的压强与体积成反比 4.玻意耳定律 (1)内容：一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比。 (2)表示：p∝。 [重点诠释] (1)适用条件： 一定质量的某种气体，温度不太低，压强不太大。 (2)定律也可以表述为pV＝常量或p1V1＝p2V2，其中的常量与气体所处温度高低有关，温度越高，常量越大。 (3)p­V图像与p­图像： ①一定质量的气体的p­V图像如图4－1－2所示，图线为双曲线的一支，且温度t1＜t2。 图4－1－2　　　　图4－1－3 ②一定质量的气体p­图像如图4－1－3所示，图线的延长线为过原点的倾斜直线，且温度t1＜t2。 (4)应用玻意耳定律解题的一般步骤： ①首先确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件。 ②然后确定始末状态及状态参量(p1、V1，p2、V2)。[来源:学科网ZXXK] ③最后根据玻意耳定律列方程求解(注意统一单位)。[来源:Zxxk.Com] ④注意分析隐含的已知条件，必要时还应由力学或几何知识列出辅助方程。 [典题强化] 1．空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm 的空气6.0 L，现再充入1.0 atm的空气9.0 L。设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为 A．2.5 atm　　　　　　　　B．2.0 atm C．1.5 atm　　　　　　　　D．1.0 atm 解析　取全部气体为研究对象，由p1V1＋p2V2＝pV1，得p＝2.5 atm，故A正确。 答案　A 知识点二　查理定律 [自学教材] 1．实验探究气体的等容变化 图4－1－4 (1)实验装置：主要有烧瓶、气压计、温度计和加热装置(如图4－1－4所示)。 (2)研究对象：烧瓶内的封闭气体，其特点是质量一定，体积不变，故气体发生等容变化。 (3)探究过程：①加热烧杯，待气压计示数稳定后，记下气体的压强和温度。 ②按步骤①的方法继续做实验，测出几组对应的压强和温度值。 ③处理数据，作p­T图像，为过原点的斜线。 (4)探究结果：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。 2．查理定律[来源:学|科|网Z|X|X|K] (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。 (2)表示：p∝T。 [重点诠释] 1．查理定律的公式表述 ＝C或＝。 2．两种温标 (1)摄氏温标： 规定标准大气压下冰水混合物的温度为0 ℃，沸水的温度为100 ℃，在0 ℃和100 ℃之间平均分成100等份，每一等份就是1 ℃，这种表示温度的方法就是摄氏温标，表示的温度叫摄氏温度t，单位为℃。 (2)热力学温标： 规定摄氏温度－273.15 ℃为零值，它的一度也等于摄氏温度的一度，这种表示温度的方法就是开尔文温标，也叫热力学温标。表示的温度叫热力学温度T，单位为开尔文，简称开，符号为K。 (3)热力学温度与摄氏温度的关系是T＝(t＋273) K。 3．等容过程的p­T和p­t的图像 (1)p­T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4－1－5 所示，且V1＜V2，即体积越大，斜率越小。 图4－1－5 (2)p­t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4－1－6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。 图4－1－6 [典题强化] 2．在密闭容器中装有一定质量的气体，当气体的温度从50 ℃ 升高到100 ℃时，气体的压强从p1变到p2，则 A.＝　　　　　B.＝ C.＝　　　　D．1＜＜2 解析　T1＝(t1＋273) K＝(50＋273) K＝323 K，T2＝(t2＋273) K＝(100＋273) K＝373 K，＝＝，所以1＜＜2。故应选D。 答案　D 知识点三　盖­吕萨克定律 [自学教材] 1．实验探究气体的等压变化 图4－1－7 (1)实验装置：(如图4－1－7所示) 主要有毛细管、温度计和直尺，以及加热装置等。 (2)研究对象：毛细管中被水银柱