第1章 第5节 气体实验定律-（教师WORD）2021-2022学年高中物理【精讲精练】鲁科版选择性必修 第三册 新课标辅导

第5节　气体实验定律 [学业要求与核心素养] 1．知道玻意耳定律、查理定律和盖－吕萨克定律的内容和表达式。 2．知道p-V图像、p-T图像和V-T图像及其物理意义。 3．能够利用玻意耳定律、查理定律和盖－吕萨克定律处理有关的气体问题。 4．知道什么是理想气体，了解实际气体可看成理想气体的条件。 5．理解一定质量理想气体状态方程的内容和表达式，并能运用其解决有关问题。 一、玻意耳定律 1．内容：一定质量的某种气体、在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比。 2．表达式：pV＝C(常量)或p1V1＝p2V2。 3．适用条件：气体质量不变，温度不变。 4．气体等温变化的p-V图像。 (1)概念：如图1-5-1，一定质量的理想气体的p-V图线的形状为双曲线，它描述的是温度不变时的p-V关系，称为等温线。 图1-5-1 (2)分析：一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。 二、查理定律 1．内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。 2．表达式。 (1)p＝CT或＝C(C是比例常数)。 (2)＝或＝(p1、T1和p2、T2分别表示1、2两个不同状态下的压强和热力学温度)。 3．气体等容变化的图像。 图1-5-2 4．适用条件：气体的质量不变，体积不变。 三、盖－吕萨克定律 1．内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。 2．表达式： (1)V＝CT或＝C(C是比例常数)。 (2)＝或＝(V1、T1和V2、T2分别表示1、2两个不同状态下的体积和热力学温度)。 3．气体等压变化的图像： 图1-5-3 4．适用条件：气体的质量不变，压强不变。 5．分析： 一定质量的气体，不同压强下的等压线是不同的。 四、理想气体 1．理想气体：在任何温度、任何压强下都严格遵从实验定律的气体。 2．理想气体与实际气体。 3．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，压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。 (2)理想气体状态方程表达式。 ＝或＝C(恒量)。 (3)成立条件：一定质量的理想气体。 五、对气体实验定律的微观解释 1．玻意耳定律的微观解释。 一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能不变。体积减小时，分子的密集程度增大(填“增大”或“减小”)，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数就增多，气体的压强就增大(填“增大”或“减小”)。 2．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，分子的密集程度保持不变，温度升高时，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”)，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大(填“增大”或“减小”)。 3．盖－吕萨克定律的微观解释。 一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”)，分子撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需要使影响压强的另一个因素即分子的密集程度减小，所以气体的体积增大(填“增大”或“减小”)。 1．判断下列说法的正误。 (1)查理定律的数学表达式＝C，其中C是一常量，C是一个与气体的质量、压强、温度、体积均无关的恒量。(×) (2)无论是盖－吕萨克定律的V-t图像还是V-T图像，其斜率都能表示气体压强的大小，斜率越大，压强越大。(×) (3)公式pV＝C中的C是常量，指当p、V变化时C的值不变。(√) (4)一定质量的某种气体等温变化的p-V图像是通过原点的倾斜直线。(×) (5)能用气体实验定律来解决的问题不一定能用理想气体状态方程来求解。(×) (6)对于不同的理想气体，其状态方程＝C(恒量)中的恒量C相同。(√) 2．已知湖水深度为20 m，湖底水温为4 ℃，水面温度为17 ℃，大气压强为1.0×105 Pa。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的3.1倍。(取g＝10 m/s2，ρ水＝1.0×103 kg/m3) 知识点一　玻意耳定律的理解及应用 问题探究1 (1)玻意耳定律成立的条件是什么？ (2)用p1V1＝p2V2解题时各物理量的单位必须是国际单位制中的单位吗？ (3)玻意耳定律的表达式pV＝C中的C是一个与气体无关的常量吗？ 答案　(1)一定质量的气体，且温度不变。 (2)不必。只要同一物理量使用同一单位即可。 (3)pV＝C中的常量C不是一个普适恒量，它与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该常量越大。 [归纳升华] 1．成立条件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是实验定律，只有在气体质量一定、温度不变的条件下才成立。 2．常量C：玻意耳定律的数学表达式pV＝C中的常量C不是一个普适恒量，它与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该恒量C越大。 3．应用玻意耳定