2.8 气体实验定律（II）（备课堂）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（粤教版选修3-3）

粤教版 高中物理选修3-3 第二章 知道高压锅做饭的原理吗？ 炎热的夏天，给汽车轮胎充气时，一般都不充得太足(如图所示)；给自行车轮胎打气时，也不能打得太足。这是什么原因呢？ 1.查理定律 （1）等容变化: 气体在体积保持不变的情况下发生的状态变化，叫做等容变化。 （2）实验探究： 温度T(k) 273 300 330 360 373 压强(105Pa) 0.91 1.00 1.10 1.20 1.24 p T o 一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正比。这个规律叫做查理定律。用数学公式来表示， 等容图线 等容过程的p－T图象是一条倾斜的直线，叫做等容线。等容线的延长线通过坐标原点，这时的温度为O K。 等容图线 P = C T V2 > V1 气体质量相等时，斜率小的体积大。 判断哪条等容线表示的是体积大? T1 p1 p2 　　一定质量的气体，在体积不变时，它的单位体积内的分子数不变，当温度升高时，气体分子的平均动能增大，平均速率增大，压强增大，反之， 压强减小。 2.盖·吕萨克定律 （1）等压过程：气体在压强不变的情况下发生的状态变化过程叫做等压过程． 实验研究表明： 盖·吕萨克定律表明，体积是热力学温度的正比例函数，它的V－T图象是一条倾斜的直线，叫做等压线．等压线的延长线通过坐标原点。 （2）等压线 V/T = C p2 > p1 斜率越大表示气体的压强越小 T1 T2 V1 V T 一定质量的理想气体的总分子数是一定的，要保持压强不变，当温度升高时，全体分子运动的平均速率V会增加，那么单位体积内的分子数一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小。 理想气体状态方程 如果某种气体的三个状态参量（p、V、T）都发生了变化，它们之间又遵从什么规律呢？ 理想气体 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”。 理想气体具有哪些特点呢？ 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。 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。 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。 3、从微观上说：分子间忽略除碰撞外其他的作用力，忽略分子自身的大小，分子本身没有体积。 如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过程。分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，那么A、C状态的状态参量间有何关系呢？ 0 p V A B C TA=TB 推导过程 从A→B为等温变化：由玻意耳定律 pAVA=pBVB 从B→C为等容变化：由查理定律 又TA=TB VB=VC 解得： 0 p V A B C 理想气体的状态方程 1、内容：一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，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. 注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由理想气体的物质的量决定 或 对实际气体只要温度不太低，压强不太大就可应用克拉珀龙方程解题． 或 理想气体状态方程，又叫克拉伯龙方程 n为物质的量， R=8.31J/(mol·K)——摩尔气体恒量 R=0.082atm·L/(mol·K) R=62400mmHg·L/(mol·K) 理想气体的状态方程 一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是一个常数。 或 １．封闭在容器中的气体，当温度升高时，下面的哪个说法是正确的（　　　）（不计容器的膨胀） 　Ａ．密度和压强均增大；　　 Ｂ．密度增大，压强减小； 　Ｃ．密度不变，压强增大；　 Ｄ．密度增大，压强不变。　　 C 2.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C再到状态A的p-T图象,由图可知 ( ) A.VA=VB B.VB>VC C.VB=VC D.VA>VC 【解析】选A.A沿直线到B是等容过程,因此VA=VB,故A项正确;连接OC可知,直线OC的斜率比直线OB的斜率小,因此VB<VC,VA<VC,故B、C、D均错误. A 3.一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了1/2，若气体原来温度为27℃，则温度的变化是 ( ) A.升高450 K B.升高了150 ℃ C.升高了40.5 ℃ D.升高了450 ℃ 【解析】选B