1、3 气体实验定律,第二章 气 体,学习目标,1.知道什么是气体的状态参量. 2.掌握热力学温度的定义，知道什么是温标，理解摄氏温度与热力学温度的区别与联系. 3.通过实验探究，知道玻意耳定律、查理定律、盖吕萨克定律的内容和公式.,内容索引,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习 预习新知 夯实基础,自主预习,一、气体的状态参量,1.气体的状态参量 描述气体状态的物理量：一定质量的气体有三个状态参量，分别是：_、 和压强. 2.气体的体积和压强 (1)体积：气体占有空间的大小，符号是V，单位：立方米(m3)、升(L)和毫升(mL). 1 L m3,1 mL m3.,
2、体,积,温度,103,106,(2)压强：大量气体分子对器壁撞击的宏观表现.符号是p，国际单位：帕斯卡(Pa). 1 Pa N/m2，常用单位还有标准大气压(atm)和毫米汞柱(mmHg). 3.温度 (1)概念：表示物体 的物理量，是分子 的标志.,1,冷热程度,平均动能,(2)两种温标： 摄氏温标：早期的摄氏温标规定，标准大气压下冰的熔点为 ，水的沸点为 .用摄氏温标表示温度叫摄氏温度，符号是t. 热力学温度用T表示，单位是 ，简称开(K). (3)摄氏温度t和热力学温度T间的关系：T .,0 ,100 ,开尔文,t273.15,二、玻意耳定律,1.内容：一定质量的某种气体，在 保持不变的
3、情况下，压强p与体积V成 . 2.表达式：pV . 3.适用条件：气体的质量一定，温度不变.,温度,反比,常量,三、查理定律,1.等容变化：一定质量的某种气体，在 不变时，压强随温度的变化叫做等容变化. 2.内容：一定质量的气体，在 不变的情况下，压强p与热力学温度T成 . 3.表达式： 常量. 4.适用条件：气体的 和体积不变.,体积,体积,正比,质量,四、盖吕萨克定律,1.等压变化：一定质量的某种气体，在 不变时，体积随温度的变化叫做等压变化. 2.内容：一定质量的气体，在 不变的情况下，体积V与热力学温度T成 . 3.表达式： 常量. 4.适用条件：气体的 和 不变.,压强,压强,正比,
4、质量,压强,1.判断下列说法的正误. (1)0 的温度可以用热力学温度粗略地表示为273 K.( ) (2)气体做等容变化时，温度从13 上升到52 ，则气体的压强升高为原来的4倍.( ) (3)对于一定质量的气体，在压强不变时，若温度升高，则体积减小. ( ) (4)若体积增大到原来的两倍，则摄氏温度升高到原来的两倍.( ),即学即用,答案,2.一定质量的某种气体发生等温变化时，若体积增大了n倍，则压强变为原来的_倍.,答案,重点探究,在力学中，为了确定物体运动的状态，我们使用了物体的位移和速度这两个物理量.在热学中如果我们要研究一箱气体的状态，需要哪些物理量呢？,一、气体的状态参量,导学探
5、究,答案 体积、温度和压强,答案,知识深化,1.摄氏温标 一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0 C，水的沸点为100 C.在0 C和100 C之间均匀分成100等份，每份算做1 C. 2.热力学温标 现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫绝对温标. 3.摄氏温度与热力学温度的关系 Tt273.15，可粗略地表示为Tt273.,例1 (多选)关于热力学温度与摄氏温度，下列说法正确的是 A.摄氏温度和热力学温度都不能取负值 B.温度由t(C)升到2t(C)时，对应的热力学温度由T(K)升到2T(K) C.33 C240.15 K D.摄氏温度变化1 C，也就是热力学温度变
6、化1 K,答案,解析,解析 摄氏温度能取负值，A错误； 由热力学温度与摄氏温度的关系Tt273.15知，B错误，C正确； 摄氏温度与热力学温度在表示温度的变化时，变化的数值是相同的，故D正确.,二、玻意耳定律,1.如图1所示为“探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验过程中如何保证气体的质量和温度不变？,导学探究,答案 保证气体质量不变的方法：实验前在柱塞上涂好润 滑油，以免漏气. 保证气体温度不变的方法 改变气体体积时，缓慢进行，等稳定后再读出气体压强，以防止气体体积变化太快，气体的温度发生变化. 实验过程中，不用手接触注射器的圆筒，防止圆筒从手上吸收热量，引起内部气体温度变化.,图1,答案
7、,2.玻意耳定律成立的条件是什么？,答案 一定质量的气体，且温度不变.,答案,知识深化,1.实验探究 (1)实验器材：铁架台、玻璃管(带活塞)、气压计等. (2)研究对象(系统)：玻璃管内被封闭的空气柱. (3)实验方法：控制气体温度和质量不变，研究气体压强与体积的关系. (4)数据收集：压强由气压计读出，空气柱长度由刻度尺读出，空气柱长度与横截面积的乘积即为体积.,(6)实验结论：压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比. 2.常量的意义 p1V1p2V2常量 该常量与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该常量越大.,例2 一定质量的气体，压强为3 atm，保持温度不变
8、，当压强减小了 2 atm时，体积变化了4 L，则该气体原来的体积为,答案,解析,解析 设该气体原来的体积为V1，由玻意耳定律得3V1(32)(V14)，解得V12 L.,利用玻意耳定律解题的基本思路 1.明确研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件. 2.明确初、末状态及状态参量(p1、V1；p2、V2) 3.根据玻意耳定律列方程求解.,三、查理定律与盖吕萨克定律,(1)根据探究等温变化的实验方法，设计一个实验，在保持体积不变的情况下，探究压强与温度的关系.,导学探究,答案 用上面实验探究里的实验装置.保证气体的体积不变，把玻璃管浸入水中，改变水温，读出不同温度时气体的压强大小，多测几组数据
9、，用这些数据研究压强与温度的关系.,答案,(2)设计实验，探究在压强不变时体积与温度的关系.,答案 可利用如下装置.,答案,改变水温，测出不同温度时气体的体积，多测几组数据，用这些数据研究体积与温度的关系.,知识深化,1.查理定律及推论,表示一定质量的某种气体从初状态(p、T)开始发生等容变化，其压强的变化量p与温度的变化量T成正比.,2.盖吕萨克定律及推论,表示一定质量的某种气体从初状态(V、T)开始发生等压变化，其体积的变化量V与温度的变化量T成正比.,例3 灯泡内充有氮、氩混合气体，如果要使灯泡内的混合气体在500 时的压强不超过一个大气压，灯泡容积不变，则在20 的室温下充气，灯泡内气
10、体的压强至多能充到多少？,答案,解析,答案 0.38 atm,解析 灯泡内气体初、末状态的参量分别为 气体在500 ，p11 atm，T1(273500)K773 K. 气体在20 时，T2(27320)K293 K.,利用查理定理解题的基本思路 1.明确研究对象并判断是否满足查理定律的条件. 2.明确初、末状态及状态参量(p1、T1；p2、T2). 3.根据查理定律列方程求解.,例4 一定质量的气体在等压变化中体积增大了 若气体原来的温度为27 ，则温度的变化是 A.升高了450 K B.升高了150 C.降低了150 D.降低了450 ,答案,解析,所以温度升高t150 K，即温度升高15
11、0 .,判断出气体的压强不变是运用盖吕萨克定律的关键.,达标检测,1.(气体的状态参量)(多选)关于温度与温标，下列说法正确的是 A.用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法 B.摄氏温度与热力学温度都可以取负值 C.摄氏温度升高3 ，在热力学温标中温度升高276.15 K D.热力学温度升高3 K与摄氏温度升高3 是等效的,答案,1,2,3,4,解析,解析 温标是温度数值的表示方法，常用的温标有摄氏温标和热力学温标，A正确； 摄氏温度可以取负值，但是热力学温度不能取负值，因为热力学温度的零点是低温的极限，故选项B错； 摄氏温度升高3 ，也就是热力学温度升高了3 K，故选项C错，D正
12、确.,1,2,3,4,A.体积不变，压强变小 B.体积变小，压强变大 C.体积不变，压强变大 D.体积变小，压强变小,2.(玻意耳定律)如图2所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气,答案,1,2,3,4,解析,图2,解析 由题图可知空气被封闭在细管内，水面升高时，气体压强就增大，根据玻意耳定律，气体体积一定减小，B选项正确.,3.(查理定律)一定质量的气体，体积保持不变，下列过程可以实现的是 A.温度升高，压强增大 B.温度升高，压强减小 C.温度不变，压强增大 D.温度不变，压强减小,答案,1,2,3,4,解析,4.(盖吕萨克定律)一定质量的气体，如果保持它的压强不变，降低温度，使它的体积为0时的,答案,解析,1,2,3,4,
