第2节 气体实验定律(Ⅱ)（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第三册（粤教版）

第二节　气体实验定律(Ⅱ) 核心素养导学 物理观念 (1)知道气体的等容变化，了解查理定律并能应用于简单问题。 (2)知道气体的等压变化，了解盖­吕萨克定律并能应用于简单问题。 科学思维 根据查理定律和盖­吕萨克定律的内容理解p-­T图像和V­-T图像的物理意义。 科学态度与责任 领悟物理探索的基本思路，培养科学的价值观。 一、查理定律 1．等容过程：气体在体积保持不变的情况下发生的状态变化过程。 2．查理定律 (1)内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，其______与_____________成正比。 压强p 热力学温度T (3)等容线(如图所示) (4)适用条件：气体的______不变，气体的______不变。 质量 体积 二、盖­-吕萨克定律 1．等压过程：气体在压强不变情况下发生的状态变化过程。 2．盖-­吕萨克定律 (1)内容：一定质量的气体，在_________的情况下，其______与_____________成正比。 (2)表达式：________。 压强不变 体积V 热力学温度T 3．等压线(如图所示) 1 ．我国民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，即用一个小罐，将纸燃烧后放入罐内，然后迅速将火罐开口端紧压在人体的皮肤上，待火罐冷却后，火罐就被紧紧地“吸”在皮肤上。如何解释上述现象。 提示：这是由于火罐内的气体体积一定，冷却后气体的温度降低，压强减小，故在大气压力作用下被“吸”在皮肤上。 2．全国热气球锦标赛是国内规模最大、竞赛水平最高、参与人数最多的热气球赛事，也是国内热气球界最具吸引力和影响力并受新闻媒体关注的重要赛事。 请对以下说法作出判断： (1)热气球的内部与外部是相通的，热气球内部气 体的压强与外部大气压强是相等的。 ( ) (2)在热气球内部加热空气时，气球内部气体的质量不变。 ( ) (3)热气球内部温度越高，内部空气密度越小。 ( ) (4)当热气球所受浮力大于其总重力时，热气球将向上升起。 ( ) √ × √ √ 新知学习(一)|查理定律的理解及应用 [任务驱动] (选自鲁科版新教材“物理聊吧”)炎热的夏天，给汽车轮胎充气时(如图)，一般都不能充得太足；给自行车轮胎充气时，也不能充得太足。这是为什么呢？ 提示：如果气充得太足，当温度升高时，根据查理定律，可知轮胎中气体的压强将增大，容易造成爆胎。 [重点释解] 1．对查理定律的理解 (1)查理定律是实验定律，是由法国科学家查理通过实验发现的。 (2)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)。 (3)一定质量的某种气体在体积不变的情况下，升高(或降低)相同的温度，所增大(或减小)的压强是相同的。 [典例体验] [典例]　(选自鲁科版新教材“例题”)如图所示，固定的竖直气缸内有一个活塞，活塞的质量为m，活塞横截面积为S，气缸内封闭着一定质量的气体。现对缸内气体缓慢加热，并在活塞上缓慢加沙子，使活塞位置保持不变。忽略活塞与气缸壁之间的摩擦，已知气缸内气体的初始热力学温度为T0，大气压强为p0，重力加速度大小为g。试求当所加沙子的质量为M时，气缸内气体的温度。 [拓展]　(1)上述[典例]中是在活塞上缓慢加沙子，以确保气缸的活塞位置不变。如果活塞上方是靠一根固定的轻杆顶着，当温度升高到T时轻杆对活塞的推力为多少？ (2)在上述[典例]中，已知最初缸内气体的高度为h0。如果保持活塞上方所加的沙子不变，继续对气缸缓慢加热，活塞缓慢向上移动距离h，此时气缸内气体温度是多少？ /方法技巧/ 1．查理定律的推论 2．应用查理定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象，即被封闭的气体。 (2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件：质量一定，体积不变。 (3)确定初、末两个状态的温度、压强。 (4)根据查理定律列式求解。 (5)求解结果并分析、检验。 [针对训练] 1．一定质量的理想气体，保持体积不变，压强减为原来的一半，则其温度由原来的27 ℃变为 (　 ) A．127 K　　　　　　　 B．150 K C．13.5 ℃ D．－23.5 ℃ 2．如图所示，A、B是两个容积相同的密闭容器， 由细玻璃管连通，管内有一段汞柱(不计细玻璃管内气体体积)。当A容器气体温度为 0 ℃，B容器内气体温度为10 ℃，汞柱在管中央静止。若分别给A、B容器加热，使它们的温度都升高10 ℃，管内汞柱将 (　 ) A．向右移动 B．向左移动 C．保持不动 D．无法确定 /方法技巧/ 应用盖-吕萨克定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象，即被封闭气体。 (2)分析状态变化过程，明确初、末状态，确认在状态变化过程中气体的质量和压强保持不变。 (3