2.3 气体的等压变化和等容变化 课件-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

气体的等压变化和等容变化 课前复习 （3）玻意耳定律的内容、公式。 P v T 控 制 变 量 pV=C(常数) 或p1V1=p2V2 内容：一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比，即为玻意耳定律。 （1）描述气体的状态参量有哪些？ （2）在上一节中，我们研究气体状态参量的变化时采取的什么样的物理方法？ （4）画出一定质量的气体等温变化的p—V 、P--1/V的图象。 引入新课1 烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么？ 思考: 怎样变？ 如何定量测量它们的变化？ 气体的哪个物理量在变化？ 哪个物理量不变化？ 如何得出一定质量的某种气体在压强不变的情况下体积随温度的定量关系？ 请同学们分组讨论、设计你们的实验方案，注意以下问题。 （1）实验目的？ （2）如何控制实验条件？ （3）如何测量数据？ （4）如何处理数据？ 思考与讨论 （1）原理：质量一定的气体，控制压强不变，探究体积与温度的关系 演示实验 （2）实验器材介绍：广口瓶、双孔橡皮塞、竖玻璃管（标刻度）、彩色泡沫小球、滴管、温度传感器、数据采集器、电脑 （3）实验步骤与数据采集：将温度传感器与数据采集器相连接； 将广口瓶中气体密闭，用手捂住广口瓶，小球稳定后记录温度体积；继续捂住广口瓶数据稳定后记录，重复做几次； (4)数据处理与分析：表格中数据、绘图线、拟合，小组观察分析 （5） 实验结论 实验结论 0 V T 体积与温度成正比 (4)图像:等压曲线 一、气体的等压变化 t O V -273.15 T O V p （1）气体的等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度变化的过程。 （3）表达式：V＝CT(其中C是常量)， (2)法国科学家盖-吕萨克首先通过实验发现： 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T 成正比（盖-吕萨克定律） ③压强越大，斜率越小。如图2：p1>p2>p3>p4。 （5）V­t图像中的等压线 ①延长线通过(－273.15 ℃，0)的倾斜直线。 ②纵轴截距V0是气体在0 ℃时的体积 （6）V­T图像中的等压线 ①延长线通过原点的倾斜直线。 ②压强越大，斜率越小。如图3：p1>p2>p3>p4。 引入新课2 演示瓶子吞鸡蛋 怎样变？ 思考： 发生了什么？ 气体的哪个物理量变了？ 哪个物理量没变？ 生活实例 实验图像数据 二 、气体的等容变化 （4)图像: 等容线 T O p V （1）气体的等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程。 （2）法国科学家查理分析实验事实后发现： 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。（查理定律） (3)表达式：p＝CT(C是常量)， t O p -273.15 你能写出摄氏温标下查理定律的数学表达式吗？ ②体积越大，斜率越小。如图3：V1>V2>V3>V4。 （5）P­t图像中的等容线 ①延长线通过(－273.15 ℃，0)的倾斜直线。 ②纵轴截距p0是气体在0 ℃时的压强。 ③体积越大，斜率越小。如图2：V1>V2>V3>V4。 （6)P­T图像中的等容线 ①延长线通过原点的倾斜直线。 某种气体的压强为2×105Pa，体积为1m3，温度为200K。它经过等温过程后体积变为2m3。随后，又经过等容变化，温度变为300K，求此时气体的压强. 例题 状态1:p1=2×105Pa，V1=1m3，T1=200K 等温后状态2:p2=?，V2=2m3，T2=200K 等容后状态3:p3=?，V3=2m3，T3=300K 根据玻意耳定律，有p1V1=p2V2 可得 根据查理定律，有 可得 T1=T2 V1=V2 阅读教材P28-29，完成以下问题 （1）三个气体实验定律的条件？ （2）什么是理想气体？ （3）理想气体和实际气体相比，忽略了什么？ （4）回顾理想模型的概念，指出理想气体模型建立的方法。（30页） 阅读并思考 1、定义：在任何温度、任何压强下都严格遵守从气体实验定律的气体叫理想气体。 ③理想气体的微观本质：忽略分子大小和相互作用力，不计分子与器壁碰撞的动能损失，因此没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。 三、理想气体 2、特点： ①理想气体是一种理想化模型，是对实际气体的科学抽象。 ②在压强不太大（不超过大气压的几倍）、温度不太低（不低于零下几十摄氏度）时，可以把实际气体近似地视为理想气体。 3、理想气体状态方程 研究结果表明，一定质量的某种理想气体，在从某一状态变化到另一状态时，尽管其压强 p、体积V 和温度T 都可能改变，但是压强 p 跟体积 V 的乘积与热力学温度T的比值却保持不变。 式中C是与压强 p、体积V、温度 T 无关的常量，它与气体的质量、种类有关。 ①当T1=T2时，p1V1=p2V2 (玻意耳定律) ③当V1=V2时， (查理定律) ②当 p1=p2时， (盖-吕萨克定律) 气体的三个实验定律是理想气体状态方程的特例： 阅读教材P29页，完成以下问题 （1）回顾第一章气体压强的产生机理，思考影响压强的微观量。 （2）请你试着用分子动理论和统计观点解释三个气体实验定律。 四、气体实验定律的微观解释 1、用气体分子动理论解释玻意耳定律。T不变 一定质量的某种理想气体，其分子总数是一个定值，当温度保持不变时，分子的平均动能是一定的，当其体积减小时，分子的数密度增大，单位体积内、单位面积上碰撞器壁的分子数增加，因此气体的压强增大。 2．用气体分子动理论解释盖—吕萨克定律p不变 一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大；只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变。 3．用气体分子动理论解释查理定律V不变 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。 课堂小结 课堂小结 一、气体等压变化--盖-吕萨克定律V＝CT 二、气体等容变化--查理定律p＝CT 三、理想气体状态方程 四、气体实验定律的微观解释 1.课下将气体三定律记熟。 2.课上例题要求课下写过程运算。 3.做课本30页课后题，写过程运算,并且做第3题时自制温度计。 作业 谢谢 $$