2.2 气体实验定律（2）（备课件）-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（粤教版2019选择性必修第三册）

第二章 气体、液体和固体 第二节 气体实验定律（Ⅱ） 粤教版（2019）高中物理选择性必修第三册 一、查理定律 【实验·探究】 如图所示是一个探究气体压强与温度变化关系的实验装置示意图，实验中，往细玻璃管内注入适量的红墨水，通过红墨水的移动观察气压的改变。把瓶先后放入盛着冰水混合物的容器和盛着热水的容器中，设法保持瓶内气体的体积不变，观察红墨水的移动情况，思考该过程气体压强和温度变化的关系。 【实验·总结】 通过实验可以发现，保持瓶内气体体积不变，将瓶放入热水中时的瓶内压强比放在冰水混合物中时的瓶内压强大。法国物理学家查理通过实验发现，当气体体积一定时，各种气体的压强都随温度的升高而均匀增大，如图所示，人们把此规律叫作查理定律。气体在体积保持不变的情况下发生的状态变化过程，叫作等容过程。 由图(a)可知，在等容过程中，气体压强p与摄氏温度t呈线性关系，但不是简单的正比关系。如图(b)所示，延长直线AB，与横坐标相交，则交点为(-273.15，0)。如果以该交点为原点，建立新坐标系如图(c)所示，横坐标仍然表示温度，则此时气体压强与温度就是正比例关系了。若将这新的温度记为T，它与摄氏温度t的大小换算关系为T=t+273.15，人们将这一新的温度称为热力学温度，国际单位为开尔文，简称开，符号为K。由图(c)可知，原点表示气体压强为0时，热力学温度为0。理论和实践表明，热力学温度0K(即绝对零度)是不可能实现的。 图a 图b 图c 【总结】 查理定律可简化为一定质量的气体，在体积不变的情况下，其压强p与热力学温度T成正比。即 p 设气体温度为T1时，压强为p1，温度为T2时，压强为p2，则 【总结】 (1)p-T图像中，等容线为过原点的直线；p-t图像中，等容线为过(-273.15℃，0)的直线。(2)同一气体的两条等容线，斜率大的体积小。 查理定律的微观解释一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。 二、盖－吕萨克定律 【实验·探究】 将如图所示的实验装置先后放入盛着热水的容器和盛着冰水混合物的容器中，设法保持压强不变，观察玻璃管中空气柱体积的变化情况，思考气体体积与温度的关系。 实验表明，一定质量的气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。即 设气体温度为T1时，体