第8章气体第一节.ppt

一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，如图与磁场方向垂直，如图03甲所示。设垂直纸面向里的磁感应甲所示。设垂直纸面向里的磁感应强度方向为正，垂直纸面向外的磁感应强度方向为负。线圈强度方向为正，垂直纸面向外的磁感应强度方向为负。线圈中顺时针方向的感应电流为正，逆时针方向的感应电流为负。中顺时针方向的感应电流为正，逆时针方向的感应电流为负。已知圆形线圈中感应电流已知圆形线圈中感应电流i随时间变化的图象如图随时间变化的图象如图03乙所示，乙所示，则线圈所在处的磁场的则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化磁感应强度随时间变化的图象可能是（的图象可能是（）图03如图所示，理想变压器的原线圈接高电压，降压后通过一段如图所示，理想变压器的原线圈接高电压，降压后通过一段电阻不可忽略的线路接用电器，其中灯电阻不可忽略的线路接用电器，其中灯L1、灯、灯L2的规格完全的规格完全相同，相同，R为一滑动变阻器。现将为一滑动变阻器。现将R的滑动头的滑动头P向下滑动，则交向下滑动，则交流电压表流电压表V，交流电流表，交流电流表A的示数变化及灯的示数变化及灯L1、灯、灯L2的亮暗变的亮暗变化情况应为化情况应为()A V增大，增大，A增大，灯增大，灯L1、灯、灯L2都变亮都变亮B V增大，增大，A减小，灯减小，灯L1变亮、灯变亮、灯L2变暗变暗C V减小，减小，A减小，灯减小，灯L1变暗、灯变暗、灯L2变亮变亮D V不变，不变，A增大，灯增大，灯L1变暗、灯变暗、灯L2变亮变亮若已知阿伏伽德罗常数、物质的摩尔质量、摩尔体积，若已知阿伏伽德罗常数、物质的摩尔质量、摩尔体积，则可以计算出则可以计算出A.固体物质分子的大小和质量固体物质分子的大小和质量B.液体物质分子的大小和质量液体物质分子的大小和质量C.气体分子的大小和质量气体分子的大小和质量D.气体分子的质量和分子间的平均距离气体分子的质量和分子间的平均距离用用M表示摩尔质量，即一摩尔物质的质量，而一摩尔物质中含表示摩尔质量，即一摩尔物质的质量，而一摩尔物质中含有有N个分子，因此每个分子的质量为个分子，因此每个分子的质量为M/N。由于固体和液体中分。由于固体和液体中分子间距离较小，可以近似地认为分子是紧密地排列在一起的子间距离较小，可以近似地认为分子是紧密地排列在一起的V/N，那么若用，那么若用V表示摩尔体积，即表示摩尔体积，即N个分子所具有的总体积，个分子所具有的总体积，显然就可以表示每个分子的体积。而气体分子间的距离很大，显然就可以表示每个分子的体积。而气体分子间的距离很大，用用 只能表示每个气体分子平均占据的空间，而不是表示只能表示每个气体分子平均占据的空间，而不是表示分子的体积，那么就可以表示气体分子间的平均距离了。所以分子的体积，那么就可以表示气体分子间的平均距离了。所以应选应选A、B、D。第一第一节节气体的等温气体的等温变变化化1.知道什么是等温变化及描述气体的三个状态参量知道什么是等温变化及描述气体的三个状态参量2通过实验探究得出玻意耳定律，并掌握定律的内容通过实验探究得出玻意耳定律，并掌握定律的内容学会利用等温变化的规律解决有关问题学会利用等温变化的规律解决有关问题3明确明确pV图象中，等温变化的图线及其物理意义图象中，等温变化的图线及其物理意义学习目标学习目标重点难点：重点难点：1.掌握玻意耳定律并利用定律进行有关计算掌握玻意耳定律并利用定律进行有关计算2.理解等温变化的理解等温变化的pV图象，并能利用图象分图象，并能利用图象分析实际问题析实际问题对于气体的各种性质均需用一个物理量来描述，如气对于气体的各种性质均需用一个物理量来描述，如气体的热学性质用温度来描述，其力学性质可用压强来体的热学性质用温度来描述，其力学性质可用压强来描述。描述。定义：描述气体性质的物理量叫气体状态参量。定义：描述气体性质的物理量叫气体状态参量。一、温度一、温度(T)1.意义：从宏观上看，温度表示物体的冷热程度；意义：从宏观上看，温度表示物体的冷热程度；从分子动理论的观点来看，温度反映的是物体内大从分子动理论的观点来看，温度反映的是物体内大量分子无规则运动的激烈程度，是物体内大量分子量分子无规则运动的激烈程度，是物体内大量分子平均动能的标志平均动能的标志.知识准备知识准备二、体积二、体积(V)(V)1.1.气体分子间平均距离大于气体分子间平均距离大于10r10r0 0，分子力接近分子力接近0 0，因，因而可以自由移动，总会充满整个容器的空间而可以自由移动，总会充满整个容器的空间.所以气所以气体的体积就是指气体所充满的容器的容积体的体积就是指气体所充满的容器的容积.2.2.体积的单位有体积的单位有:m:m3 3、cmcm3 3、L L、mLmL等，等，1dm1dm3 3=1L,=1L,1cm1cm3 3=1mL=1mL；在标准状况下，在标准状况下，1mol1mol任何气体的体积都是任何气体的体积都是22.4L.22.4L.三、压强三、压强(p)(p)1.1.气体的压强是由于气体的压强是由于大量分子无规则运动碰撞器壁大量分子无规则运动碰撞器壁而产生的而产生的.2.2.气体分子的平均速率越大、气体分子的密度越大，气体分子的平均速率越大、气体分子的密度越大，气体分子对容器壁碰撞的作用力和频繁程度也越大，气体分子对容器壁碰撞的作用力和频繁程度也越大，所以，所以，一定质量的某种气体的压强，既与气体的一定质量的某种气体的压强，既与气体的温度有关，还与气体的体积有关温度有关，还与气体的体积有关.气体中各处向各气体中各处向各个方向的压强大小都相等个方向的压强大小都相等.3.3.压强的国际单位是压强的国际单位是PaPa，常用的还有常用的还有atmatm、cmHgcmHg.它它们之间换算关系为：们之间换算关系为：1atm=76cmHg=1.0131atm=76cmHg=1.013Pa.Pa.课堂自主学案课堂自主学案一、探究气体等温变化的规律一、探究气体等温变化的规律1状状态态参参量量：研研究究气气体体的的性性质质时时，用用_、_、_这这三三个个物物理理量量来来描描述述气气体体的的状状态态，这这三三个个物物理理量量被被称称为为气气体体的的状状态态参参量量2等等温温变变化化：一一定定质质量量的的气气体体，在在_不不变时其压强随体积发生的变化变时其压强随体积发生的变化压压强强体体积积温度温度温度温度3实验条件：在探究气体等温变化规律的实验实验条件：在探究气体等温变化规律的实验过程中，必须保证气体的过程中，必须保证气体的_、_不不变变4实实验验数数据据的的收收集集：课课本本图图8.11中中，注注射射器器内内封封闭闭气气体体的的压压强强可可以以从从仪仪器器上上方方的的_读出，空气柱的长度可以在玻璃管侧的读出，空气柱的长度可以在玻璃管侧的_上读出空气柱的长度上读出空气柱的长度l与与_的乘积就是它的体积的乘积就是它的体积V.质质量量温度温度压压力表力表刻度尺刻度尺横截面横截面积积5实实验验数数据据的的处处理理：用用pV图图象象处处理理数数据据时时，得得到到的的图图线线是是_，用用p1/V图图象象处处理理数数据据时时，得得到到的的图图线线是是过过_，图图线线的斜率表示的斜率表示_，且保持不变，且保持不变二、玻意耳定律二、玻意耳定律1内容：一定内容：一定_的某种气体，在的某种气体，在_的情况下，压强的情况下，压强p与体积与体积V成成_2公式：公式：pVC，或，或_.双曲双曲线线原点的直原点的直线线pV质质量量温度不温度不变变反比反比p1V1p2V2三、气体等温变化的三、气体等温变化的pV图象图象一一定定质质量量的的气气体体发发生生等等温温变变化化时时的的pV图图象象如如图图811所所示示图图线线的的形形状状为为_由由于于它它描描述述的的是是温温度度不不变变时时的的pV关关系系，因因此此称称它它为为_一一定定质质量量的的气气体体，不不同同温温度度下下的等温线是的等温线是_的的双曲双曲线线等温等温线线不同不同图图811核心要点突破核心要点突破一、封闭气体压强的计算一、封闭气体压强的计算1液体封闭气体的情况液体封闭气体的情况(1)静止或匀速运动系统中压强的计算方法静止或匀速运动系统中压强的计算方法参考液片法：选取假想的液体薄片参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不自身重力不计计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等，进而衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等，进而求得气体压强求得气体压强例如，图中粗细均匀的例如，图中粗细均匀的U形管中封闭了一定质形管中封闭了一定质量的气体量的气体A，在其最低处取一液片，在其最低处取一液片B，由其两，由其两侧受力平衡可知侧受力平衡可知(pAph0)S(p0phph0)S.即即pAp0ph.连通器原理：在连通器中，同一种液体连通器原理：在连通器中，同一种液体(中间液体不中间液体不间断间断)的同一水平液面上的压强相等，如图的同一水平液面上的压强相等，如图812中同一液面中同一液面C、D处压强相等，即处压强相等，即pAp0ph.力平衡法：选与封闭气体接触的液柱力平衡法：选与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸或活塞、汽缸)为为研究对象进行受力分析，由研究对象进行受力分析，由F合合0列式求气体压强列式求气体压强例：例：一圆形气缸静置于地面上，如图甲气缸筒的质量一圆形气缸静置于地面上，如图甲气缸筒的质量M，活塞（连同手柄）的质量为，活塞（连同手柄）的质量为m，气缸内部的横截面积，气缸内部的横截面积为，大气压强为，现将活塞缓慢上提，求气缸刚为，大气压强为，现将活塞缓慢上提，求气缸刚离地面时，气缸内气体的压强。（忽略摩擦）离地面时，气缸内气体的压强。（忽略摩擦）(2)容器加速运动时封闭气体压强的计算容器加速运动时封闭气体压强的计算当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱为研究当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱为研究对象进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出对象进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强封闭气体的压强例题：如图所示，气缸质量为例题：如图所示，气缸质量为M，活塞质量为，活塞质量为m，缸内封闭气体，缸内封闭气体质量可忽略，气缸置于光滑水平面，当用一水平外力质量可忽略，气缸置于光滑水平面，当用一水平外力F拉活塞时，拉活塞时，活塞和气缸能保持相对静止而向右加速运动，则此时缸内气体的活塞和气缸能保持相对静止而向右加速运动，则此时缸内气体的压强为多少？（活塞和缸壁摩擦不计压强为多少？（活塞和缸壁摩擦不计,大气压强为大气压强为P，活塞横截，活塞横截面积是面积是S）。）。方法总结方法总结:活塞汽缸结构封闭气体的情况活塞汽缸结构封闭气体的情况通常以活塞通常以活塞(汽缸汽缸)为研究对象，利用动力学知识求解为研究对象，利用动力学知识求解若活塞若活塞(汽缸汽缸)处于平衡状态，求解时列平衡方程即可；处于平衡状态，求解时列平衡方程即可；若处于加速状态，求解时列牛顿第二定律方程即可若处于加速状态，求解时列牛顿第二定律方程即可跟踪训练：跟踪训练：(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1.已已知知大大气气压压强强为为p0，如如图图所所示示，竖竖直直的的U形形管管内内A、B两两部部分分被被水水银银柱柱密密封封着着，则则两两部部分分气气体体的的 压压 强强 分分 别别 为为：pA _；pB_.答案：答案：p0l1l2p0l2【例例1 1】如图所示的如图所示的(甲甲)、(乙乙)、(丙丙)、(丁丁)中玻璃管中都灌中玻璃管中都灌有水银，分别求出四种情况被封闭气体有水银，分别求出四种情况被封闭气体A A的压强的压强(设大气压强为设大气压强为76cmHg)76cmHg)71cmHg66cmHg71cmHgpA=p0+h2-h1二、对玻意耳定律的理解二、对玻意耳定律的理解1成成立立条条件件：玻玻意意耳耳定定律律p1V1p2V2是是实实验验定定律律只只有有在在气气体体质质量量一一定定、温温度度不不变变的的条条件件下下才成立才成立2恒恒量量的的定定义义：p1V1p2V2恒恒量量C，该该恒恒量量C与与气气体体的的种种类类、质质量量、温温度度有有关关，对对一一定定质质量量的气体，温度越高，该恒量的气体，温度越高，该恒量C越大越大3等温变化的图象等温变化的图象(1)pV图图一定质量的气体，在温度不变的情况下一定质量的气体，在温度不变的情况下p与与V成反比，成反比，因此等温过程的因此等温过程的pV图象是双曲线的一支图象是双曲线的一支一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积必然越大，在积必然越大，在pV图上的等温线就越高，如图中，图上的等温线就越高，如图中，T1T2D由由图图可知可知T1p0，所以药液可以全部喷出，所以药液可以全部喷出【答案答案】18能能【思维总结思维总结】此类问题我们可认为打入喷雾此类问题我们可认为打入喷雾器的气体都在其周围，且可以认为是一次性打器的气体都在其周围，且可以认为是一次性打入的，初态的体积为内外气体的体积之和入的，初态的体积为内外气体的体积之和变变式式训训练练4一一个个体体积积为为V的的钢钢瓶瓶中中，装装有有压压强强为为p的的理理想想气气体体在在恒恒温温情情况况下下，用用容容积积为为V的抽气机抽气，如的抽气机抽气，如图图8115所示求抽所示求抽n次后次后钢钢瓶中的气瓶中的气体体压压强强多大？多大？图图8115知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用