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

鲁科版2019 选择性必修3 第一章 分子动理论与气体实验定律 第5节 气体实验定律 气体压强的产生 大量气体分子对容器壁的频繁撞击，就会对容器壁产生一个稳定的压力，从而产生了压强。由于分子运动的无规则，分子向各方向运动的概率是相同的，对每个器壁的撞击机会也就相同，因此气体内部压强处处相等。 影响气体压强的因素 气体的压强与气体温度和单位体积内的分子数有关，温度越高，单位体积内的分子数越多，气体的压强越大。 描述一定质量的气体的三个物理量 温度T 体积V 压强P 控制变量 知识回顾 探究关系 存在怎样的关系呢？ 一定质量的气体，保持温度不变时，压强与体积有什么关系？ 等温变化 一定质量的气体，在保持温度不变的条件下，压强与体积成反比。 英国科学家玻意耳和法国科学空马略特先后独立实验发现，所以称玻意耳定律，也称玻意尔－马略特定律 大量实验证明： PV＝常数 P1V1＝P2V2 等温变化 式中P1、V1和P2、V2表示气体两个不同状态下的压强和体积。 或 由实验数据做出P－1/V图像 01 玻意耳定律 科学书屋 玻意尔－马略特 1659年，英国物理学家、化学家玻意耳（图1-25)利用胡克研制的真空泵对空气的性质进行研究。1662年，他出版了《关于空气的弹力和重量学说的答辩》一书。书中不但阐述了温度恒定时气体的压强与体积成反比的规律，还描述了另一个实验，表明空气在加热时压强会增大。1676年，法国物理学家马略特也独立得出结论，在表述上比玻意耳的表述更完整，数据也更令人信服。因此，这一定律也被称为玻意耳－马略特定律。 马略特 等温变化的P－V图像 在平面直角坐标系中，横轴表示气体的体积V，纵轴表示气体的压强p。在温度不变的情况下，p与V的函数图像是双曲线的一支。这种表示等温过程的图线称为气体的等温线。一定质量的气体，在不同温度下，等温线的位置也不相同。 等温线 等温变化的微观解释 如图1-26所示，将粗细均匀且一端开口的玻璃管放置在水平桌面上，管内用长为h的水银封闭着一段长度为l。的空气柱。已知大气压强为P0，当把玻璃管开口朝上缓慢地竖立起来时，管内空气柱的长度变为多少？ 等温变化 本题研究对象是玻璃管内的气体。将玻璃管缓慢竖立，可认为管内气体的温度始终等于外界气温，为等温变化过程。玻璃管水平放置时气体状态为初态，竖立后的气体状态为末态。 分析 解 等温变化 给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压，体积为1L。将其缓慢压缩到压强为1.5个标准大气压时，气体的体积变为0.6L。请通过计算判断该包装袋是否漏气。 本题研究对象是包装袋内的气体。缓慢压缩认为管内气体的温度始终等于外界气温，为等温变化过程。可通过末状态压强与体积的值来判断是否存在漏气。 分析 解 因此包装袋有漏气 也可以通过计算没有漏气情况下体积变为0.6L时的压强来判断是否漏气。 夏天，充满气的气球在阳光下容易爆裂。 气体在体积不变的情况下，温度变时压强会产生变化。 一定质量的气体，保持体积不变时，压强与温度有什么关系？ 等容变化 一定质量的气体，在保持体积不变的条件下，压强与温度成正比。 法国科学家查理通过实验发现的这个规律，所以称为查理定律。 大量实验证明：   等容变化 式中P1、T1和P2、T2表示气体两个不同状态下的压强和热力学温度（T＝t+273 K）。 或 02 查理定律 等容变化的微观解释 等容变化 物理聊吧 夏天给轮胎充气时，一般都不能充太足。请讨论这是为什么？ 一定质量的气体，保持压强不变时，体积与温度有什么关系？ 等压变化 一定质量的气体，在保持压强不变的条件下，体积与热力学温度成正比。 法国科学家盖－吕萨克通过实验发现的这个规律，所以称为盖－吕萨克定律。 大量实验证明：   等压变化 式中V1、T1和V2、T2表示气体两个不同状态下的体积和热力学温度（T＝t+273 K）。 或 03 盖－吕萨克定律 等容变化的微观解释 三个气体实验定律，都是在压强不太大、温度不太低的情况下总结出来的。 气体实验定律的适用条件 气体实验定律 01 玻意耳－马略特定律 03 盖－吕萨克定律 02 查理定律 气体实验定律 因为压强如果太大、温度如果太低，气体会液化，甚至变成固体。 理想气体 物理学中把严格遵循以上三个实验定律的气体称为理想气体。 04 理想气体 从微观角度看 理想气体的分子大小与分子间的距离相比可忽略不计；除了碰撞外，分子间的相互作用可忽略不计。 理想气体的分子势能可忽略不计，其内能只是所有分子热运动动能总和。 一定质量理想气体的内能只与气体的温度