(课件)第2章 素养提升课 气体实验定律的综合应用-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版2019)

第二章　气体、固体和液体 素养提升课　气体实验定律的综合应用 1 学习任务 1．理解变质量问题的特点，能够应用气体实验定律分析变质量问题。 2．掌握关联气体问题的分析方法。 3．掌握液柱移动问题的分析方法。 素养提升课　气体实验定律的综合应用 关键能力·情境探究达成 素养提升练 关键能力·情境探究达成 01 探究1　液柱移动问题 探究2　气体的变质量问题 探究3　关联气体问题 素养提升课　气体实验定律的综合应用 关键能力·情境探究达成 素养提升练 3 探究1　液柱移动问题 以如图所示的装置为例。两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一段长为h的水银柱，将管内气体分为两部分。若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何运动？(设原来温度相同) 此类问题的特点是：当气体的压强、体积及温度都发生变化时，直接判定液柱移动方向比较困难，那么处理这类问题一般有以下几种方法。 素养提升课　气体实验定律的综合应用 关键能力·情境探究达成 素养提升练 1．假设法：假设水银柱不动，则上、下两部分气体发生等容变化，对上部气体＝，压强变化量Δp2＝p2，同理，下部气体压强变化量Δp1＝p1，由于开始时，p1>p2，故Δp1>Δp2，水银柱向上移动。 2．极限法：由于管上段气柱压强p2较下段气柱压强p1小，设想p2→0，即管上部认为近似为真空，于是立即得到温度T升高，水银柱向上移动。 素养提升课　气体实验定律的综合应用 关键能力·情境探究达成 素养提升练 3．图像法：判断液柱移动还可用p-T图像法，在同一p-T坐标系中画出两段气柱的等容线，如图所示，在温度相同时p1>p2，得气柱l1等容线的斜率较大，当两气柱升高相同的温度ΔT时，其压强的增量Δp1>Δp2，水银柱上移。 素养提升课　气体实验定律的综合应用 关键能力·情境探究达成 素养提升练 【典例1】　如图所示，A、B两个大容器装有同种气体，容器间用一根细玻璃管连接，管中有一水银滴D作活塞，当左边容器的温度为－5 ℃，右边容器的温度为15 ℃时，水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡。当两个容器的温度都升高15 ℃时，下列判断正确的是 (　　) A．水银滴将不移动 B．水银滴将向右移动 C．水银滴将向左移动 D．水银滴将向哪个方向移动无法判断 √ 素养提升课　气体实验定律的综合应用 关键能力·情境探究达成 素养提升练 B　[假定先让两个容器的体积不变，即VA、VB不变，A、B中所装气体温度分别为268 K和288 K，当温度升高ΔT时，容器A的压强由p1增至p′1，有Δp1＝p′1－p1，容器B的压强由p2增至p′2，有Δp2＝p′2－p2，由查理定律得Δp1＝·ΔT，Δp2＝·ΔT，因为p2＝p1，所以Δp1>Δp2，水银滴应向B容器移动，即水银滴将向右移动。故选B。] 素养提升课　气体实验定律的综合应用 关键能力·情境探究达成 素养提升练 [跟进训练] 1．(多选)如图所示，一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中，管中封闭一定质量的气体，管内水银面低于管外，在温度不变的情况下，将玻璃管稍向下插入一些，下列说法正确的是(　　) A．玻璃管内气体体积减小 B．玻璃管内气体体积增大 C．管内、外水银面高度差减小 D．管内、外水银面高度差增大 √ √ 素养提升课　气体实验定律的综合应用 关键能力·情境探究达成 素养提升练 AD　[极限分析法：设想把玻璃管向下插入很深，则管内气体的体积V减小，根据玻意耳定律可知气体的压强p增大，因为p＝p0＋ph，所以h增大，A、D正确。 假设法：将玻璃管向下插入的过程中，假设管内气体的体积不变，则h增大，气体的压强p＝p0＋ph增大，由玻意耳定律可知气体的体积V减小，与假设不符，所以玻璃管内气体的体积减小，由体积减小可得压强增大，所以h也增大，A、D正确。] 素养提升课　气体实验定律的综合应用 关键能力·情境探究达成 素养提升练 探究2　气体的变质量问题 理想气体的四类“变质量”问题 气体实验定律及理想气体状态方程的适用对象都是一定质量的理想气体，但在实际问题中，常遇到气体的变质量问题；气体的变质量问题，可以通过巧妙地选择合适的研究对象，把“变质量”问题转化为“定质量”问题，从而可以利用气体实验定律或理想气体状态方程求解，常见以下四种类型： 素养提升课　气体实验定律的综合应用 关键能力·情境探究达成 素养提升练 (1)充气(打气)问题 在充气(打气)时，取充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对象时，这些气体的质量是不变的。这样，可将“变质量”问题转化成“定质量”问题。 (2)抽气问题 在对容器抽气的过程中，对每一次抽气而言，气体质量发生变化，解决该类变质量问题的方法与充气(打气)问题类似：把每次抽出的气体包含在气体变化的始、末状态中，即用等效法把“变质量”