2.1 气体实验定律（Ⅰ） 课件-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册

粤教版 选择性必修第三册 第二章 气体、液体和固体 第一节 气体实验定律（Ⅰ） 在庆典活动中放飞的气球，会飞到我们看不见的地方。随着气球的升空，大气压在减小，温度在降低，气球在膨胀…… 用打气筒给自行车打气，会感到越来越吃力。 将压瘪的乒乓球放入热水中，乒乓球会自动复原。 一定质量的气体的压强、体积和温度三个状态参量之间是有联系的。那么，它们会有怎样的联系呢？ 气体的状态参量： （1）温度： 热力学温度： 单位：开尔文，符号：K （2）体积： 单位：mL,L等 （3）压强： 单位：Pa mmHg、atm 1atm=760mmHg=1.01×105Pa 一、气体的等温变化 一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系。我们把这种变化叫作气体的等温变化。 问题1：实验中的研究对象是什么？ 问题2：为什么要缓慢地推、拉柱塞？ 问题:3：推、拉柱塞，观察空气柱体积与压强的变化情况，能发现什么规律？ 【观察与思考】如图所示的装置，由注射器与气压计组成。在柱塞上涂油防止漏气，以保证气体质量不变；缓慢地推、拉柱塞。 【实验与探究】用如图所示的实验装置验证一定质量的气体，在温度不变时，其压强和体积的关系。通过改变注射器内气体的体积，可以获得对应的气体压强值并记录数据。 【实验与探究】用如图所示的实验装置验证一定质量的气体，在温度不变时，其压强和体积的关系。通过改变注射器内气体的体积，可以获得对应的气体压强值并记录数据。 （一）实验数据采集 次数 1 2 3 4 5 压强 体积 （二）绘制图像 （1）绘制 图像，能否说明压强与体积的定量关系？ （2）绘制 图像，能否说明压强与体积的定量关系？ 实验结论：温度一定时，一定质量的气体的压强与体积成反比。 1、内容：一定质量的气体，在温度不变的情况下，其压强与体积成反比。 二、玻意耳定律 英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现 3、公式： 2、表达式： “C 是常量”，意思是当p、V 变化时 C 的值不变。但是对于温度不同、质量不同、种类不同的气体，C的数值一般不同。 适用条件：在压强不太大（相对大气压）、温度不太低（相对室温） 例题1：某容器的容积是10L，里面所盛气体的压强2.0×106Pa．如果温度保持不变，把这些气体装入另一个容器里，气体的压强变为1.0×105Pa，则此容器的容积是多大？ 用气体实验定律解题的步骤 （1）确定研究对象。被封闭的气体（满足质量不变的条件）； （2）用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件； （3）根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式； （4）将各初始条件代入气体公式中，求解未知量。 三、等温图像 1、等温过程：气体在温度不变的情况下发生的状态变化过程。 2、等温线：一定质量的等温过程在 图像中是过原点的直线， 在图像 中是双曲线的一支，这种表示等温过程的图线称为等温线。 情境：如图所示，一定质量的某种气体，其压强随体积变化的情况如图。 问题1：状态A的压强和体积分别是多少？ 问题2：状态B的压强和体积分别是多少？ 箭头表示过程进行的方向，气体由状态A经等温过程变化到状态B。 【讨论与交流】一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。图中的两条等温线，哪条等温线表示的是温度比较高时的情形？请你尝试给出判断，并说明理由。 温度越高，其等温线离原点越远。 例题2：人们使用气压式保温瓶，只需按压保温瓶顶端，即可将水从瓶中压出。如图所示是气压式保温瓶结构图，请分析回答下列问题。 （1）保温瓶中的水越少，需按压瓶盖的次数越多，才能将水从瓶中压出，请分析其原因。 （2）已知保温瓶中水的占比，估测出水 所需的按压次数，需用到什么气体实验 定律？若要满足该气体实验定律的适用 条件，应怎样选取研究对象？ （3）若保温瓶中只有半瓶水时，希望按 压两次就能出水，则还需要满足什么条件？ 练习1：（多选）如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条图线。由图可知（ ） A．一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比 B．一定质量的气体在发生等温变化时，其图线的延长线是经过坐标原点的 C． T1＞T2 D． T1＜T2 答案：BD 练习2：如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是（ ） A．一直保持不变 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 答案：D 练习3：如图所示，是一根一端封闭的粗细均匀的细玻璃管，用一段h=19.0cm的水银柱将一部分空气封闭在细玻璃管里．当玻