11-05-热点突破：气体实验定律及状态方程的应用课件.ppt

热点突破：热点突破：气体实验定律及状态方程气体实验定律及状态方程的应用的应用1.热点透析热点透析2.典例剖析典例剖析3.规律方法规律方法4.跟踪训练跟踪训练选修选修3-3 3-3 热学热学5.真题演练真题演练第第2 2页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录1.热点透析热点透析第第3 3页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录1.理想气体理想气体(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体体理想气体是一种经科学的抽象而建立的理想化模型，实际上不理想气体是一种经科学的抽象而建立的理想化模型，实际上不存在；存在；实际气体特别是那些不易液化的气体在压强不太大，温度不太实际气体特别是那些不易液化的气体在压强不太大，温度不太低时都可当做理想气体来处理低时都可当做理想气体来处理(2)一定质量的理想气体状态方程：一定质量的理想气体状态方程：第第4 4页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录第第5 5页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录解答气体问题的基本思路解答气体问题的基本思路 第第6 6页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录理想气体实验定律的微观解释理想气体实验定律的微观解释1等温变化等温变化一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能一定。在一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能一定。在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强增大。增大。2等容变化等容变化一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变。一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变。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，气体的压强增大。强增大。3等压变化等压变化一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大。只有气一定质量的气体，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，使分子的密集程度减小，才能保持压强不体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变。变。第第7 7页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录2.典例剖析典例剖析第第8 8页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【例例3】2014新课标全国卷新课标全国卷，33(2)一定质量的理想气体被活一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内。气缸壁导热良好，活塞可沿塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内。气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p，活塞下表面相对于气，活塞下表面相对于气缸底部的高度为缸底部的高度为h，外界的温度为，外界的温度为T0。现取质量为。现取质量为m的沙子缓慢地的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4。若此后外界的。若此后外界的温度变为温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为强始终保持不变，重力加速度大小为g。转解析转解析hh/4第第1010页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录(1)活塞下推前活塞下推前,下部封闭气体的下部封闭气体的p、T、V各怎样？各怎样？审题审题设疑设疑(2)活塞下推后活塞下推后,下部封闭气体的状态量又如何？其中下部封闭气体的状态量又如何？其中与下部封闭气柱长度有关联的有哪些量？与其压强有与下部封闭气柱长度有关联的有哪些量？与其压强有关联的有哪些量？关联的有哪些量？【备选备选】如图如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置管竖直放置.玻璃管的下部封有长玻璃管的下部封有长l125.0 cm的空气的空气柱柱,中间有一段长中间有一段长l225.0 cm的水银柱的水银柱,上部空气柱上部空气柱的长度的长度l340.0 cm.已知大气压强为已知大气压强为p075.0 cmHg.现将一活塞现将一活塞(图中未画出图中未画出)从玻璃管开口处缓缓往下从玻璃管开口处缓缓往下推推,使管下部空气柱长度变为使管下部空气柱长度变为l120.0 cm.假设活塞假设活塞下推过程中没有漏气下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离求活塞下推的距离.(3)下部封闭气体在状态变化过程中，遵从什么物理下部封闭气体在状态变化过程中，遵从什么物理规律？规律？转解析转解析第第1212页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录3.规律方法规律方法第第1313页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录第第1414页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【变变式式训训练练3】2015海海南南单单科科，15(2)如如图图示示,一一底底面面积积为为S，内内壁壁光光滑滑的的圆圆柱柱形形容容器器竖竖直直放放置置在在水水平平地地面面上上,开开口口向向上上,内内有有两两个个质质量量均均为为m的的相相同同活活塞塞A和和B；在在A与与B之之间间、B与与容容器器底底面面之之间间分分别别封封有有一一定定量量的的同同样样的的理理想想气气体体,平平衡衡时时体体积积均均为为V。已已知知容容器器内内气气体体温温度度始始终终不不变变,重重力力加加速速度度大大小小为为g，外外界界大大气气压压强强为为p0。现现假假设设活活塞塞B发发生生缓缓慢慢漏漏气气，致致使使B最最终终与与容容器器底底面面接接触触。求求活塞活塞A移移动动的距离。的距离。转解析转解析第第1616页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录4.跟踪训练跟踪训练第第1717页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【跟踪跟踪训练训练】(多选多选)封闭在气缸内一定质量的理想气体，如果保封闭在气缸内一定质量的理想气体，如果保持气体体积不变持气体体积不变,当温度升高时当温度升高时,以下说法正确的是以下说法正确的是()A气体的密度增大气体的密度增大B气体的压强增大气体的压强增大C气体分子的平均动能减小气体分子的平均动能减小D每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多解析解析由理想气体状态方程可知，当体积不变时，由理想气体状态方程可知，当体积不变时，p/T常数，常数，T升高时，压强增大，升高时，压强增大，B正确；由于质量不变，体积不变，分子密正确；由于质量不变，体积不变，分子密度不变，而温度升高，分子的平均动能增大，所以单位时间内气度不变，而温度升高，分子的平均动能增大，所以单位时间内气体分子对单位面积容器壁撞击次数增多，体分子对单位面积容器壁撞击次数增多，D对，对，A、C错。错。答案答案BD解析显隐解析显隐第第1818页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【跟踪跟踪训练训练】(多选多选)下列关于分下列关于分子运动和热现象的说法正确的是子运动和热现象的说法正确的是()A一定量一定量100 的水变成的水变成100 的水蒸气，其分子之间的势能增的水蒸气，其分子之间的势能增加加B对于一定量的气体，如果压对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热从外界吸热C如果气体分子总数不变，而如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大动能增大，因此压强必然增大D一定量气体的内能等于其所一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势有分子热运动动能和分子之间势能的总和能的总和E如果气体温度升高，那么所如果气体温度升高，那么所有分子的运动速率都增大有分子的运动速率都增大解析解析一定量一定量100 的水变成的水变成100 的的水蒸气，需吸收一定热量，其内能增水蒸气，需吸收一定热量，其内能增加，而分子个数、温度均未变，表明加，而分子个数、温度均未变，表明其分子势能增加，其分子势能增加，A对；气体的压强对；气体的压强与气体分子密度和分子的平均速率有与气体分子密度和分子的平均速率有关，整体的体积增大，气体分子密度关，整体的体积增大，气体分子密度减小，要保证其压强不变，气体分子减小，要保证其压强不变，气体分子的平均速率要增大，即要吸收热量，的平均速率要增大，即要吸收热量，升高温度，升高温度，B对；对于一定量的气体，对；对于一定量的气体，温度升高，分子的平均速率变大，但温度升高，分子的平均速率变大，但若气体体积增加得更多，气体的压强若气体体积增加得更多，气体的压强可能会降低，可能会降低，C错；根据内能的定义错；根据内能的定义可知，可知，D对；气体温度升高，分子运对；气体温度升高，分子运动的平均速率肯定会增大，但并不是动的平均速率肯定会增大，但并不是所有分子的运动速率都增大，所有分子的运动速率都增大，E错。错。答案答案ABD解析显隐解析显隐第第1919页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录第第2121页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【跟踪训练跟踪训练】如图示，气缸长如图示，气缸长L1 m，固定在水平面上，气缸中，固定在水平面上，气缸中有横截面积有横截面积S100 cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，当的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度温度t27，大气压强，大气压强p01105 Pa时，气柱长时，气柱长L00.4 m。现缓。现缓慢拉动活塞，拉力最大值慢拉动活塞，拉力最大值F500 N。(1)温度保持不变，能否将活塞从气缸中拉出？温度保持不变，能否将活塞从气缸中拉出？(2)要使活塞从气缸中拉出，气缸中气体温度至少为多少摄氏度？要使活塞从气缸中拉出，气缸中气体温度至少为多少摄氏度？转解析转解析第第2323页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录5.真题演练真题演练第第2424页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【真题真题】(2012课标全国卷课标全国卷)如图所示，如图所示，由由U形管和细管连接的玻璃泡形管和细管连接的玻璃泡A、B和和C浸浸泡在温度均在泡在温度均在0 的水槽中，的水槽中，B的容积是的容积是A的的3倍阀门倍阀门S将将A和和B两部分隔开两部分隔开A内内为真空，为真空，B和和C内都充有气体内都充有气体U形管内形管内左边水银柱比右边的低左边水银柱比右边的低60 mm.打开阀门打开阀门S，整个系统稳定后，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱形管内左右水银柱高度相等，假设高度相等，假设U形管和细管中的气体体形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积积远小于玻璃泡的容积(1)求玻璃泡求玻璃泡C中气体的压强中气体的压强(以以mmHg为为单位单位)；(2)将右侧水槽的水从将右侧水槽的水从0 加热到一定温加热到一定温度时，度时，U形管内左右水银柱高度差又为形管内左右水银柱高度差又为60 mm，求加热后右侧水槽的水温，求加热后右侧水槽的水温 提示提示分析液柱移动前分析液柱移动前后各部分气体后各部分气体P、V、T的变化的变化转转 解析解析