第二章 第二节 气体实验定律(Ⅱ)-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习课件PPT（粤教版）

第二节　气体实验定律(Ⅱ) [课标引领] 建构核心素养 物理观念 知道气体的等压变化、等容变化规律 科学思维 掌握查理定律、盖-吕萨克定律的内容、公式及图像,并能利用其解决实际问题 科学探究 培养通过实验推理论证并总结实验结论的能力 科学态度与责任 通过对定律的理解及应用,学会探索科学规律的方法,坚持实事求是的科学态度,培养学习科学的兴趣 基础探究 形成概念,掌握新知 在炎热的夏天,打足气的自行车轮胎在日光的暴晒下有时会胀破,忽略轮胎体积变化.请思考: (1)气体发生的是什么变化? 答案:(1)气体发生的是等容变化. (2)轮胎胀破的原因是什么? 答案:(2)自行车轮胎体积一定,日光暴晒时,轮胎里的空气温度明显升高,气体压强增大,当气体压强增大到超过轮胎承受的限度时,轮胎就会被胀破. 一、查理定律 1.等容过程 气体在 保持不变的情况下发生的状态变化过程,称为等容过程. 2.热力学温度 (1)定义. 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.如图甲所示.调整坐标系如图乙所示,气体压强与温度成正比例关系.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= ,这一新的温度称为热力学温度. 体积 t+273.15 (2)单位. 国际单位为 ,简称 ,符号为 . (3)绝对零度. 由图乙可知,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0 K(即绝对零度)是 实现的. 3.查理定律 (1)内容. 一定质量的气体,在体积不变的情况下,其压强p与 成正比,即p∝T. 开尔文 开 K 不可能 热力学温度T 如图用红色液体封闭烧瓶内的气体,双手捂烧瓶时,会发现红色液体向上移动,请思考: (1)红色液体移动时,瓶内的气体压强如何变化? 答案:(1)不变. (2)这一现象说明了什么? 答案:(2)一定质量的气体,在压强保持不变时,温度升高,体积增加. 二、盖-吕萨克定律 1.等压过程 气体在 不变情况下发生的状态变化过程,称为等压过程. 2.盖-吕萨克定律 (1)内容. 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 比.即V∝T. 压强 正 3.等压变化的图像 1.判断正误 (1)在质量和体积不变的情况下,气体的压强与摄氏温度成正比.(　 　) (2)一定质量的气体,在压强不变时,其V-T图像是过原点的直线.(　 　) (3)一定质量的气体,体积、压强、温度都可以变化.(　 　) × √ √ 3.一定质量的氢气在0 ℃时的压强是9×104 Pa,保持氢气的体积不变,它在 30 ℃时的压强是多大? 答案:1.0×105 Pa 合作探究 突破要点,提升关键 探究点一　查理定律的理解与应用 如图为一定质量气体在体积不变的条件下,压强随摄氏温度(图甲)及热力学温度(图乙)的变化关系.请思考: (1)如图甲,压强与摄氏温度成正比吗?图像与纵轴的截距表示什么? 答案:(1)压强与摄氏温度是线性关系,但不是正比关系;图像与纵轴的截距表示0 ℃时气体的压强. (2)如图乙,在压强不太大、温度不太低时,图像的延长线与横轴的交点表示什么?压强与热力学温度有怎样的关系? 答案:(2)热力学温度的零度;压强与热力学温度成正比. (3)查理定律在什么条件下成立? 答案:(3)气体的质量、体积不变. 1.适用条件 气体质量一定,体积不变,压强不太大(小于几个大气压),温度不太低(不低于零下几十摄氏度),否则气体会液化. 3.等容线 (1)p-t图像是一不过原点的倾斜直线,直线的延长线与横轴的交点表示热力学温度的零度. (2)p-T图像为一过原点的直线,表示压强与热力学温度成正比. (3)无论p-t图像还是p-T图像,其斜率都能表示气体体积的大小,斜率越大,体积越小.如图所示,V1>V2. [例1] (2022·山东烟台月考)有人设计了一种测温装置,其结构如图所示,玻璃泡A内封有一定量气体,与A相连的B管插在水银槽中,管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由B管上的刻度直接读出.设B管的体积与A玻璃泡的体积相比可忽略不计.在1标准大气压下对B管进行温度刻度(1标准大气压相当于 76 cmHg 的压强,等于 101 kPa).已知当温度t1=27 ℃时,管内水银面高度x=16 cm,此高度即为27 ℃的刻度线,t=0 ℃ 的刻度线在何处? [解题素养] (1)建立物理模型. 玻璃泡A的容积不变,是等容变化模型. (2)利用查理定律. ①玻璃泡内气体的初状态的压强p1、温度T1及末状态的温度T2已知. ②根据查理定律可求出末状态的压强p2. (