第1章 第5节 气体实验定律 （word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版2019）

第5节　气体实验定律 核心 素养 导学 物理观念 (1)知道气体的等温变化、等容变化、等压变化的概念。 (2)知道玻意耳定律、查理定律和盖—吕萨克定律的内容、公式及适用条件。 (3)能用分子动理论解释气体实验定律。 科学思维 会用控制变量法研究等温变化、等容变化、等压变化，能用图像分析各物理量的变化规律。 科学探究 探究等温变化、等容变化、等压变化的变化规律。 科学态度与责任 领悟物理探索的基本思路，培养严谨的科学态度与实事求是的科学精神。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、玻意耳定律 1．内容：一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比。 2．表达式：p∝或p1V1＝p2V2。 3．条件：气体的质量一定，温度不变。 4．气体等温变化的p -V图像 气体的压强p随体积V的变化关系如图所示，图线的形状为双曲线的一支，它描述的是温度不变时的p -V关系，称为等温线。一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的。 5．微观解释：一定质量的气体分子总数不变，当温度保持不变时，分子平均动能保持不变。当气体体积减小时，单位体积内的分子数增多，气体的压强也就增大。反之，气体的压强减小。 二、查理定律 1．等容变化：一定质量的气体，在体积保持不变时，压强随温度的变化。 2．查理定律 (1)内容：一定质量的气体，在体积保持不变的条件下，压强与热力学温度成正比。 (2)表达式：p∝T或＝。 3．等容线：一定质量的气体，在体积保持不变时，其p-T图像是一条过原点的直线，这条直线称为等容线。 4．微观解释：一定质量的气体，在体积保持不变时，单位体积内的分子数保持不变。当温度升高时，分子平均动能增大，气体的压强也就增大。反之，气体的压强减小。 三、盖—吕萨克定律 1．等压变化：一定质量的气体，在压强保持不变时，体积随温度的变化。 2．盖—吕萨克定律 (1)内容：一定质量的气体，在压强保持不变的条件下，体积与热力学温度成正比。 (2)表达式：V∝T或＝。 3．等压线：一定质量的气体，在压强保持不变时，其V-T图像是一条过原点的直线，这条直线称为等压线。 4．微观解释：一定质量的气体，当温度升高时，分子平均动能增大，为了保持压强不变，单位体积的分子数相应减少，气体的体积必然相应增大。反之，气体的体积必然减小。 5．理想气体 (1)定义：严格遵循三个实验定律的气体。 (2)内能：除了碰撞外，分子相互作用忽略不计。因此，理想气体的分子势能可以忽略不计，理想气体的内能只与气体的温度有关，而与气体的体积无关。 (3)拓展一步：由气体实验定律可以推导出＝C，称为理想气体状态方程。,1.利用如图所示的装置探究气体的等温变化规律。 请对以下说法作出判断： (1)在探究气体压强、体积两个状态参量之间关系时采用控制变量法。(√) (2)在保持气体温度不变的情况下，气体的压强跟体积一定成反比。(×) (3)要保证注射器内空气柱的温度不变，改变气柱体积时应缓慢操作。(√) 2．某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，你知道其中的原因吗？ 提示：手表表壳可以看成一个密闭容器，出厂时封闭着一定质量的气体，登山过程中气体发生等容变化，因为高山山顶的温度低，压强小，表壳内外压力差超过表盘玻璃的承受限度，便会发生爆裂。 3.如图所示，为一存有高压气体的储气罐，请对以下说法作出判断。 (1)储气罐内的高压气体可看作理想气体。(×) (2)储气罐内的高压气体状态发生变化时，遵守气体实验定律。(×) (3)储气罐在放气过程中，若温度不变，则罐内气体数密度减小，压强减小。(√) (4)储气罐内的高压气体，在温度很低的情况下可能变为液态。(√) 新知学习(一)|对玻意耳定律的理解及应用 [任务驱动] (1)玻意耳定律成立的条件是气体的温度不太低、压强不太大，那么为什么在压强很大、温度很低的情况下玻意耳定律就不成立了呢？ 提示：当压强很大、温度很低时气体分子间的距离很小，分子间的作用力不可忽略，气体分子本身所占的体积也不可忽略，由玻意耳定律计算的结果与实际结果差别较大。 (2)气体的质量变化时，还能使用玻意耳定律吗？ 提示：可以使用，可以把发生变化的所有气体作为研究对象，应用玻意耳定律列方程求解。　　　　 [重点释解] 1．成立条件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是实验定律，只有在气体质量一定、温度不变的条件下才成立。 2．应用玻意耳定律的思路 (1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律成立的条件。 (2)确定始末状态及状态参量(p1、V1，p2、V2)。 (3)根据玻意耳定律列方程：p1V1＝p2V2，代入数值求解(注意各状态参量要统一单位)。 (4)注意分析题目中