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气体的性质气体的性质第1页，本讲稿共31页内容分析及高考导航内容分析及高考导航l本章研究气体变化规律，首先通过实验研究了一定质量的气体在等温、等容和等压条件下发生状态变化所遵循的三个实验定律，推导出理想气体状态方程。l本章中气体状态参量、气体实验定律、理想气体状态方程、气体的图像是重点，气体压强的计算、理想气体状态方程的运用是难点。第2页，本讲稿共31页知识网络结构图知识网络结构图气体气体的状态参量气体的实验定律理想气体和理想气体状态方程压强温度体积玻意耳定律查理定律盖吕萨克定律第3页，本讲稿共31页考点扫描考点扫描l知道气体的状态和状态参量。l理解理解热力学温标。知道绝对零度的意义。温标。知道绝对零度的意义。l理解玻意耳定律。知道p-V图像。会研究一定质量的气体当温度不变时气体的压强跟体积的关系。l理解查理定律。知道p-t图像。理解用热力学温度表示的查理定律的公式。知道p-T图像。第4页，本讲稿共31页考点扫描考点扫描l理解盖吕萨克定律。知道V-t图像。理解用热力学温度表示盖吕萨克定律的公式。知道V-T图像。l知道理想气体。理解理想气体的状态方程。（理想气体状态方程的应用，只限于每一容器内气体体积质量不变的情况，且计算不过于复杂。不要求p-V、p-T、V-T图像的转换。）第5页，本讲稿共31页真题解析真题解析例例1.下列各图中，p表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，t表示摄氏温度，各图中正确描述一定质量理想气体等压变化规律的是 （）第6页，本讲稿共31页分析与解答分析与解答ABCD图A中压强保持不变，故是等压变化过程。根据一定质量气体理想状态方程PT/V恒量C，VCT/P，可见图C中过原点的直线，表示斜率 不变，故也是等压过程。图B中随着V增大，p减小；图D中随着t增大，p增大。正确答案为A、C。第7页，本讲稿共31页拓展：下图一定是等容过程吗？若交点A是-273，则，则是是等容过程；A若交点A不是-273，则不是，则不是等容过程。BC若没有说明，则B、C二点体积任何？第8页，本讲稿共31页例例2 上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为0.2米2的活塞将一定质量的 气体和一形状不规则的固体A封闭在 气缸内。温度为 300 K时，活塞离气 缸底部的高度为0.6米；将气体加热到330K时，活塞上升了0.05米，不计摩擦力及固体体积的变化。求物体A的体积。第9页，本讲稿共31页分析与解答分析与解答研究对象为气体，设A的体积为V，等压变化T1300K，V1 h1 SVT2 330K，V2 h2SV则则 V 0.02（m3）第10页，本讲稿共31页例例3 一横截面积为S的气缸水平放 置，固定不动。气缸壁是导热的。两个活塞A和B将气缸分融为1、2两 气室，达到平衡时1、2两气室体积之比为3:2，如图所示，在室温不变的条件下，缓慢推动活塞A，使之向右移动一段距离d。求活塞B向右移动的距离。不计活塞与气缸壁之间的摩擦。第11页，本讲稿共31页分析与解答分析与解答因气缸水平放置，又不计活塞的摩擦，故平衡时两气室的压强必然相等，设初态时气室内压强为p0，气室1、2体积分别为V1和V2；在活塞A向右移动d的过程中活塞B向右移动的距离为x；最后气缸内压强为p。因温度不变，分别对气室1和2的气体运用玻意耳定律，得：气室1 p0 V1p（V1SdSX）气室2 p0 V2p（V2SX）由上述两式解得 有题意有题意 V1/V2=3/2 得得X=2/5d第12页，本讲稿共31页例例4图18 如图所示的均匀薄壁U形管，左管上端封 闭，右管开口且足够长，管的横截面积为S，内装密度为的液体，右管内有一质量为m的 活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气温度为T0时，左、右管内液面高度相等，两管内空气柱长度均为L，压强均为大气压强p0，现使两边温度同时逐渐升高，求：（1）温度升高到多少时，左管活塞开始离开卡口上升？（2）温度升高多少时，左管内液面下降h？第13页，本讲稿共31页问题（问题（1）温度升高到多少时，左管活塞开始离开卡口上升？解答（1）右管内气体为等容过程由两式得T1 T0第14页，本讲稿共31页问题（问题（2）温度升高多少时，左管内液面下降h？解答（2）对左管内气体列出状态方程第15页，本讲稿共31页例例5 如图所示，一定量气体放在体 积为V0的容器中，室温为T0300K 有一光滑导热活塞 C（不占体积）将容器分成A、B两室，B室的体 积是A室的两倍，A室容器上连接有一U形管（U形管内 气体的体积忽略不计），两边水银柱高度差为76cm，右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通。（外界大气压等于76cm汞柱）求：（1）将阀门K打开后，A室的体积变成多少？（2）打开阀门K后将容器内的气体从300 K分别加热到400 K和540 K，U形管内两边水银面的高度差各为多少？第16页，本讲稿共31页 解答（1）开始时，PA02大气压，VA0 V0/3；打开阀门，pAl大气压，体积VA问题（问题（1）将阀门K打开后，A室的体积变成多少？第17页，本讲稿共31页解答（2）打开阀门K后,气体温度升高，活塞肯定向右移。设活塞移到底部，求出此时温度。（等压过程）等压过程）问题（问题（2）打开阀门K后将容器内的气体从300 K分别加热到400 K和540 K，U形管内两边水银面的高度差各为多少TA300KT1?V1 V0T1450K.而而 400K450K，说明说明活塞没有移到底部。p1p0，水银柱的高度差为水银柱的高度差为0第18页，本讲稿共31页从从T1450K升高到升高到T2540K等容过程，等容过程，P1 P0，T1450KP2?，T2540KP2 P1 T2/T1 1.2大气压大气压91.2 cm汞柱汞柱T2540K时，水银高度差为水银高度差为91.2-76=76=15.2cm第19页，本讲稿共31页例例6(1)气缸水平放置达到如图1所示的平衡状态,求气体的压强。(2)已知此时气体的体积V1=2.010-2m3,现保持温度不变力气缸竖直放置，达到平衡后如图2所示,与图1相比.活塞在气缸内移动的距离L为多少？如图，气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动A、B的质量分别为mA12kg。mB8.0kg,横截面积分别为s14.01O-2m2,Sg2.0l0-2m2一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间,活塞外侧大气压强Po1.0l05Pa。第20页，本讲稿共31页问题（问题（1）气缸水平放置达到如图1所示的平衡状态,求气体的压强解答（解答（1 1）气缸处于图1位置时，设气缸内气体压强为p1,对于活塞和杆，力的平衡条件为：解答解答第21页，本讲稿共31页解答（解答（2 2）气缸处于图2 位置时，设气缸内气体压强为p2,对于活塞和杆，力的平衡条件为：问题（问题（2）已知此时气体的体积V1=2.010-2m3,现保持温度不变力气缸竖直放置，达到平衡后如图2所示,与图1相比.活塞在气缸内移动的距离L为多少？设V2为气缸处于图2位置时缸内气体的体积，由玻意耳定律可得由几何关系可得由以上各式解得第22页，本讲稿共31页例例7 如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞面积之比SA：SB1：2。两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动。两个气缸都不漏气。初始时A、B中气体的体积皆为V0,温度皆为T0=300K，A中的气体压强pA=1.5p0，p0是气缸外的大气压强，现对A加热，使其中气体的压强升到pA2.0p0,同时保持B中气体的温度不变，求此时A中气体温度TA。第23页，本讲稿共31页活塞平衡时，有活塞平衡时，有PASA+PBSB PO(SA+SB)P,ASA+P,BSB PO(SA+SB)对A气体状态方程有（PA VA）/TA （P,A V,A）/T,A 对B气体状态参量有PB PO,VB V0 P,B?,V,A?对A气体状态参量有PA PO,VA V0，TA T0P,A 2 PO,V,A?，T,A?对B气体状态方程有PBVB P,BV,B 第24页，本讲稿共31页已知 SA:SB1:2又两活塞移动的距离相等，故有所以解方程所以解方程PASA+PBSB PO(SA+SB)P,ASA+P,BSB PO(SA+SB)SA:SB1:2（PA VA）/TA （P,A V,A）/T,APBVB P,BV,B得得T,A 500K，第25页，本讲稿共31页例例8 某登山爱好者在攀登珠穆朗玛峰的过程中，发现他携带的手表表面玻璃发生了爆裂。这种手表是密封的，出厂时给出的参数为：27时表内气体压强为1105Pa；在内外压强差超过6104Pa时，手表表面玻璃可能爆裂。已知当时手表处的气温为-13，则手表表面玻璃爆裂时表内气体压强的大小为_Pa；已知外界大气压强随高度变化而变化，高度每上升12m，大气压强降低133Pa。设海平面大气压为1105Pa，则登山运动员此时的海拔高度约为_m。第26页，本讲稿共31页分析与解答分析与解答以手表内的气体为研究对象，表面爆裂时体积不变，且设此时气体的压强为p1,因此，有：即设表外的压强为p2,则则根据条件：（P0-P2）/h 133/12得：第27页，本讲稿共31页例例9 如图所示，一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下竖直插在装有水银的水银槽内，管内封闭有一定质量的空气，水银槽的截面积上下相同，是玻璃管截面积的5倍.开始时管内空气柱长度为6cm.管内外水银面高度差为50 cm.将玻璃管沿竖直方向缓慢上移（管口未离开槽中水银），使管内外水银面高度差变成60cm.（大气压强相当于75cmHg）求：（1）此时管内空气柱的长度；（2）水银槽内水银面下降的高度.第28页，本讲稿共31页解答（解答（1 1）玻璃管内的空气作等温变化玻璃管内的空气作等温变化问题（问题（1）此时管内空气柱的长度；（）第29页，本讲稿共31页问题（问题（2）银槽内水银面下降的高度.解答（解答（2 2）设水银槽内水银面下降水银槽内水银面下降 因为因为水银体积不变水银体积不变所以所以则则第30页，本讲稿共31页祝同学们祝同学们取得成功取得成功 谢谢谢谢第31页，本讲稿共31页