2.2 气体实验定律(Ⅱ) 课件-2024-2025学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册

第二章　气体、液体和固体 2.2气体实验定律(Ⅱ) 炎热的夏天，给汽车轮胎充气时，一般都不充得太足；给自行车轮胎打气时，也不能打得太足。这是什么原因呢？ 夏天温度高，轮胎打的太足，气体受热膨胀，容易使轮胎爆破，所以夏天自行车或汽车的轮胎里的气不能充得太足。 一、查理定律 实验中，往细玻璃管内注入适量的红墨水，通过红墨水的移动观察气压的改变。把瓶先后放入盛着冰水混合物的容器和盛着热水的容器中，设法保持瓶内气体的体积不变，观察红墨水的移动情况，思考该过程气体压强和温度变化的关系. 通过实验可以发现，保持瓶内气体体积不变，将瓶放入热水中时的瓶内压强比放在冰水混合物中时的瓶内压强大。 等容变化：气体在体积保持不变的情况下发生的状态变化。 等容过程的p－T图像是一条倾斜的直线。等容线上的每一点表示气体的一个状态，同一等容线上每一状态的体积相等。 热力学温度 摄氏温度 T=t+273.15 图像： 一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强p跟热力学温度T成正比。 这个规律叫做查理定律，即。 4 ③容积越小，斜率越大。如图：V1>V2>V3>V4。 对容线的理解 p­-t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。 p­-T图像中的等容线 ①延长线通过原点的倾斜直线。 ②容积越小，斜率越大。如图：V1>V2>V3>V4。 V2 V3 p0 V4 V3 V2 V1 V4 V1 利用查理定律解题的一般步骤 (１)确定研究对象，即某被封闭气体 (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体积保持不变． (３)分别找出初、末两状态的压强和温度． (４)根据查理定律列方程求解． (５)分析所求结果是否合理． （1）查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的． 查理定律的说明 （3）在 =恒量中，恒量与气体的种类、质量、体积有关． （2）适用条件：气体质量一定，体积不变． （4）一定质量的气体在等容时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的． （5）解题时前后两状态压强的单位要统一． 注意：p与热力学温度T成正比，与摄氏温度不成正比，但压强的变化p与摄氏温度t的变化成正比． 例1. 汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升.已知某型号轮胎能在－40C-90C正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5 atm，最低胎压不低于1.6 atm，那么，在t＝20C时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适（设轮胎的体积不变） 等容变化 查理定律 解： t＝ － 40C时，即T=233 K时的胎压等于1.6 atm t＝90C时，即T=363 K时的胎压等于3.5atm pmin=2.01atm pmax＝2.83atm 实验中，往细玻璃管内注入适量的红墨水，通过红墨水的移动观察气压的改变。把瓶先后放入盛着冰水混合物的容器和盛着热水的容器中，设法保持瓶内气体的压强不变，观察玻璃管中气体体积的变化情况。 二、盖·吕萨克定律 通过实验可以发现，保持瓶内气体压强不变，将瓶放入热水中时的玻璃管中气体体积比放在冰水混合物中时的玻璃管中气体体积大。 等压过程：气体在压强不变的情况下发生的状态变化过程 实验研究： 实验表明，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成正比。 ③压强越大，斜率越小。如图2：p1>p2>p3>p4。 对等压线的理解 V­-t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。 V­-T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。 利用盖-吕萨克定律解题的一般步骤 (１)确定研究对象，即某被封闭气体 (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)分别找出初、末两状态的温度和体积． (４)根据盖-吕萨克定律列方程求解． (５)分析所求结果是否合理． 盖·吕萨克定律说明 （1）盖·吕萨克定律是实验定律，由法国科学家盖·吕萨克通过实验发现的. （3）在=恒量中，恒量与气体的种类、质量、压强有关． （2）适用条件：气体质量一定，压强不变． 注意： V正比于T而不正比于t，但 Vt （4）一定质量的气体发生等压变化时，升高（或降低）相同的温度，增加（或减小）的体积是相同的． （5）解题时前后两状态的体积单位要统一． 例2. 如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则 （ ） A.弯管左管内外水银面的高度差为h B.若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大 C.若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升 D.若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升 h ACD 课堂检测 1.封闭在容器中的气体，当温度升高时，下面的哪个说法是正确的（　） （不计容器的膨胀） A.密度和压强均增大　　 B.密度增大，压强减小 C.密度不变，压强增大　 D.密度增大，压强不变　　 C 2. 一定质量的某种理想气体，在压强不变的条件下，如果体积增大，则 (　　) A.气体分子的平均动能增大 B.气体分子的平均动能减小 C.气体分子的平均动能不变 D.条件不足，无法判定气体分子平均动能的变化情况 A 3.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C再到状态A的p-T图像，由图可知 ( ) A.VA=VB B.VB>VC C.VB=VC D.VA>VC 解析：A沿直线到B是等容过程，因此VA=VB，故A项正确；连接OC可知，直线OC的斜率比直线OB的斜率小，因此VB<VC，VA<VC。 A 4.一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了，若气体原来温度为27℃，则温度的变化是 ( ) A.升高450 K B.升高了150℃ C.升高了40.5℃ D.升高了450℃ 解析：气体做等压变化故符合盖—吕萨克定律，由 公式得： 故ΔT=T2-T1=150 K 即温度升高了150 K，B正确. B $$