《高二物理气体》
气体的等温变化-高二物理课件(人教版2019选择性必修第三册)
导入新课 复习气体的状态参量
1. 气体的状态参量
压强 p，单位：Pa（帕斯卡）
体积 V，单位：有L、mL等
热力学温度T ：开尔文T = t ＋ 273 K
2. 气体的等温变化：
一定质量的气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的变化关系。
一、探究气体等温变化的规律
等温变化：一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系。
D．压强的测量值偏小
高中物理选择性必修第三册
第二章：气体、固体和液体
第2节:
气体的等温变化
7．某同学用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验，操作完全正确，根据实验
数据却在p、V图上画出了两条不同的双曲线如图所示，造成这种情况的可能原因是
（ A ）
①两次实验中空气质量不同
②两次实验中温度不同
③两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同
压强p：从压力表读取。
体积V：因为横截面积S
一定， 以空气柱
的长度l 代表 气
体的体积。
一、探究气体等温变化的规律
用传感器探究气体等温变化的规律
读数次数
压强/KPa
体积/ml
1
2
101.10 124.80
10
8
3
4
5
159.40
84.90
72.80
12
14
6
探究气体等温变化的规律
三、数据处理：
读数次数
V/ml
P/kpa
1
10
101.1
2
8
124.8
3
6
159.4
4
12
84.9
高二物理理想气体的状态方程
• 重点、难点分析 • 1．理想气体的状态方程是本节课的重点，因为它 不仅是本节课的核心内容，还是中学阶段解答气 体问题所遵循的最重要的规律之一。 • 2．对“理想气体”这一概念的理解是本节课的一 个难点，因为这一概念对中学生来讲十分抽象， 而且在本节只能从宏观现象对“理想气体”给出 初步概念定义，只有到后两节从微观的气体分子 动理论方面才能对“理想气体”给予进一步的论 述。另外在推导气体状态方程的过程中用状态参 量来表示气体状态的变化也很抽象，学生理解上 也有一定难度。 • 教具 • 1．气体定律实验器、烧杯、温度计等。
高中物理新人教版 选修３- ３系列课件
第八章《气体》
8.3《理想气体的 状态方程》
教学目标
知识与能力 1．知识要求： • （1）初步理解“理想气体”的概念。 • （2）掌握运用玻意耳定律和查理定律推导理想气体状态 方程的过程，熟记理想气体状态方程的数学表达式，并能 正确运用理想气体状态方程解答有关简单问题。 • （3）熟记盖· 吕萨克定律及数学表达式，并能正确用它来 解答气体等压变化的有关问题。 2．通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程推导 盖· 吕萨克定律的过程，培养学生严密的逻辑思维能力。 • 3．通过用实验验证盖· 吕萨克定律的教学过程，使学生学 会用实验来验证成正比关系的物理定律的一种方法，并对 学生进行“实践是检验真理唯一的标准”的教育。
一.理想气体
假设这样一种气体，它在任何温度和任何压 强下都能严格地遵循气体实验定律,我们把这样 的气体叫做“理想气体”。
理想气体具有以下特点:
1.气体分子是一种没有内部结构,不占有体积的 刚性质点. 2.气体分子在运动过程中,除碰撞的瞬间外,分子 之间以及分子和器壁之间都无相互作用力. 3.分子之间和分子与器壁之间的碰撞,都是完全 弹性碰撞.除碰撞以外,分子的运动是匀速直线运 动,各个方向的运动机会均等.
高二物理气体的状态方程试题答案及解析
高二物理气体的状态方程试题答案及解析1.如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S＝2×10-3m2、质量为m＝4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压＝1.0×105Pa。
现将气缸竖直放置，如图（b）所示，取g＝10m/s2。
求：强P（1）活塞与气缸底部之间的距离；（2）加热到675K时封闭气体的压强。
【答案】（1）（2）【解析】（1）气缸水平放置时，封闭气体的压强：，温度：，体积：当气缸竖直放置时，封闭气体的压强：，温度，体积：．根据理想气体状态方程有：，代入数据可得（2）假设活塞能到达卡环，由题意有：根据理想气体状态方程有：代入数据可得：，故假设成立，活塞能达到卡环，气体压强为【考点】考查气体状态方程2.为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体。
下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是（）【答案】B【解析】根据理想气体状态方程，空气等温压缩，有PV=C，知P与成正比，在图象中为过原点的直线，所以该过程中空气的压强P和体积的关系图是图B，故ACD错误，B正确．【考点】本题考查了理想气体状态方程．3.一定质量的理想气体处于某一初始状态，若要使它经历两个状态变化过程，压强仍回到初始的数值，则下列过程中，可以采用( )A．先经等容降温，再经等温压缩B．先经等容降温，再经等温膨胀C．先经等容升温，再经等温膨胀D．先经等温膨胀，再经等容升温【答案】ACD【解析】据PV/T=K可知，先等容降温，导致压强减小，然后等温压缩导致压强增大，所以A选项可以采用；先等容降温，导致压强减小，然后等温膨胀导致压强减小，B选项不可采用；先等容升温，导致压强增大，然后等温膨胀导致压强减小，C选项可以采用；先等温膨胀，导致压强减小，然后等容升温导致压强增大，可以采用。
高二物理理想气体的状态方程
第八章《气体》
8.3《理想气体的 状态方程》
教学目标
知识与能力 1．知识要求： • （1）初步理解“理想气体”的概念。 • （2）掌握运用玻意耳定律和查理定律推导理想气体状态
方程的过程，熟记理想气体状态方程的数学表达式，并能 正确运用理想气体状态方程解答有关简单问题。 • （3）熟记盖·吕萨克定律及数学表达式，并能正确用它来 解答气体等压变化的有关问题。 2．通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程推导 盖·吕萨克定律的过程，培养学生严密的逻辑思维能力。 • 3．通过用实验验证盖·吕萨克定律的教学过程，使学生学 会用实验来验证成正比关系的物理定律的一种方法，并对 学生进行“实践是检验真理唯一的标准”的教育。
• 重点、难点分析 • 1．理想气体的状态方程是本节课的重点，因为它
不仅是本节课的核心内容，还是中学阶段解答气 体问题所遵循的最重要的规律之一。 • 2．对“理想气体”这一概念的理解是本节课的一 个难点，因为这一概念对中学生来讲十分抽象， 而且在本节只能从宏观现象对“理想气体”给出 初步概念定义，只有到后两节从微观的气体分子 动理论方面才能对“理想气体”给予进一步的论 述。另外在推导气体状态方程的过程中用状态参 量来表示气体状态的变化也很抽象，学生理解上 也有一定难度。 • 教具 • 1．气体定律实验器、烧杯、温度计等。
假定一定质量的理想气体在开始状态时各状 态参量为（p1，V1，T1），经过某变化过程， 到末状态时各状态参量变为（p2，V2，T2）， 这中间的变化过程可以是各种各样的.
假设有两种过程：
第一种：从（p1，V1，T1）先等温并使其体积 变为V2，压强随之变为pc，此中间状态为（pc， V2，T1）再等容并使其温度变为T2，则其压强一 定变为p2，则末状态（p2，V2，T2）。
高二物理 气体的状态参量知识精讲 新人教版
高二物理 气体的状态参量知识精讲 新人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：气体的状态参量二. 知识要点：（一）气体的状态参量1. 气体的温度（1）温度是表示物体冷热程度的物理量，是分子热运动平均动能的标志。
（2）温标、热力学温标。
温度的数值表示法叫温标。
热力学温标是英国科学家开尔文创立的。
单位为开（K ），把C ︒-273作为零度，又叫绝对零度，每一度的大小与1℃大小相等，热力学温度（又称绝对温度）T 与摄氏温度t 间的关系：k t T 273+=。
2. 气体的体积（1）气体的体积指气体分子所能达到的空间。
在容器内的气体，体积为容器容积。
（2）单位：米3（m 3）、升（L ）、毫升（mL ）。
3. 气体的压强（1）是由于大量气体分子对器壁频繁地碰撞而产生的。
（2）决定因素：单位体积中的分子数：分子的平均动能。
（3）单位国际单位为帕斯卡，符号为Pa 。
其它常用单位：标准大气压（atm ），厘米汞柱（cmHg ）。
换算：Pa cmHg atm 510013.1761⨯== )()(Pa gh mHg h ρ=（33/106.13m kg ⨯=ρ）三. 热学知识点精析：（一）分子动理论要点1. 用阿伏伽德罗常数估算有关物理量阿伏伽德罗常数A N 是宏观物理量（物质的体积V 、物质的质量m 、物质的密度ρ，摩尔体积mol V 、摩尔质量M ）和微观物理量（分子体积0V 、分子质量0m 、分子数n ）之间联系的桥梁。
（1）分子的质量Amol A N V N M m ρ==0 （2）固体、液体分子的体积AA mol N M N V V ρ==0（3）分子数molA A mol A A V mN M N V V VN M mN n ρρ==== [例1] 已知水的密度为33/101m kg ⨯，摩尔质量是0.018kg/mol ，水分子的直径约为⨯9.3m 1010-，试由此推算阿伏伽德罗常数的数值（结果保留两位有效数字）。
高二物理气体的状态方程试题答案及解析
高二物理气体的状态方程试题答案及解析1.如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S＝2×10-3m2、质量为m＝4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强P＝1.0×105Pa。
现将气缸竖直放置，如图（b）所示，取g＝10m/s2。
求：（1）活塞与气缸底部之间的距离；（2）加热到675K时封闭气体的压强。
【答案】（1）（2）【解析】（1）气缸水平放置时，封闭气体的压强：，温度：，体积：当气缸竖直放置时，封闭气体的压强：，温度，体积：．根据理想气体状态方程有：，代入数据可得（2）假设活塞能到达卡环，由题意有：根据理想气体状态方程有：代入数据可得：，故假设成立，活塞能达到卡环，气体压强为【考点】考查气体状态方程2.如图所示，封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上，开口向右放置，活塞的横截面积为S。
活塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体，轻绳跨在定滑轮上。
开始时汽缸内外压强相同，均为大气压。
汽缸内气体的温度，轻绳处在伸直状态。
不计摩擦。
缓慢降低汽缸内温度，最终使得气体体积减半，求：①重物刚离地时气缸内的温度；②气体体积减半时的温度；③在下列坐标系中画出气体状态变化的整个过程。
并标注相关点的坐标值。
【答案】①②③如图所示【解析】①P1=P，（1分）等容过程：（2分）（1分）②等压过程：（2分）（1分）③如图所示（共1分）【考点】考查了理想气体状态方程3.如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置。
横截面积为S＝2×10-3m2、质量为m＝4kg、厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强p＝1.0×105Pa。
高二物理气体的状态参量
汽缸活塞质量为m=1kg，活塞面积s=0.001m2 外界大气压强为p0标准大气压
三力平衡：
气体的状态参量
气体的状态参量
P= cmHg = Pa
P= cmHg = Pa
m
s
P=
（外界大气压为标准大气压p0）
p=p0+ F/S
73
86
气体的状态参量
小 结 温度
练习册上61页 1-- 6题；
辅导训练中154页中训练(一)中1，2，4 ； 训练(二)中1，2，4；158页中4题
阅读练习册、辅导训练中例题分析
气体的状态参量
实验结论： 用手快速向下压活塞，密封在玻璃筒里气体的体积、温度、 压强都发生了变化，气体的状态发生了变化。
一、气体的状态参量
气体的状态参量
在物理学中，要用体积、温度、压强等物理量来描述气体的状态，这几个物理量被称为气体的状态参量。 气体的状态与状态的变化 对于一定质量的气体，如果温度、体积和压强都不变，就说气体处于一定的状态中。 如果三个量都变了，或其中两个量变了，就说气体的状态变了。 三个量中只有一个量改变而其他两个量不改变的情况不会发生。
p = 76cmHg - 6cmHg = 70cmHg
U形管中，当液体静止时，等高的两个 液面上所受的压力相同。
p0s=ps+mg=ps+ρghs
p0=p+ρgh
p=p0-ρgh
PS
P0S
mg
气体的状态参量
同种液体、同一高度的两个液片上所受的压力相同。
PS
P0S
高二物理气体
内封一定质量的气体,管内水银面低于管外, 内封一定质量的气体,管内水银面低于管外,在温度不变 将玻璃管稍向下插入一些,下列说法正确的是, 时,将玻璃管稍向下插入一些,下列说法正确的是,如图 所示. 所示. AD A.玻璃管内气体体积减小; A.玻璃管内气体体积减小; 玻璃管内气体体积减小 积增大; 积增大; C.管内外水银面高度差减小; C.管内外水银面高度差减小; 管内外水银面高度差减小 度差增大. 度差增大. B.玻璃管内气体体 B.玻璃管内气体体 D.管内外水银面高 D.管内外水银面高
等温变化图象的特点: 等温变化图象的特点: (1)等温线是双曲线的一支 等温线是双曲线的一支。 (1)等温线是双曲线的一支。 (2)温度越高,其等温线离原点越远. (2)温度越高,其等温线离原点越远. 温度越高 思考与讨论 恒量随温度升高而增大(与气体的质量种类温度 恒量随温度升高而增大 与气体的质量种类温度 有关)。 有关 。 同一气体，不同温度下等温线是不同的， 同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线
（一）引入新课
演示实验： 演示实验： 滴液瓶中装有干燥的空气， 滴液瓶中装有干燥的空气，用涂有少量润滑油的橡 皮塞盖住瓶口，把瓶子放入热水中，会看到塞子飞出； 皮塞盖住瓶口，把瓶子放入热水中，会看到塞子飞出； 把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子时会比平时费力。 把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子时会比平时费力。
（一）引入:思考题 引入:
1.被封气体V如何变化? 1.被封气体V如何变化? 被封气体 2.是不是压强变大体积一定变小? 2.是不是压强变大体积一定变小? 是不是压强变大体积一定变小 不一定,如果给自行车轮胎充气,P增大,气体并没有变小. 不一定,如果给自行车轮胎充气,P增大,气体并没有变小. ,P增大 不一定如果T升高,P变大,V也可能大 不一定如果T升高,P变大,V也可能大 ,P变大,V 3.怎么样研究P.T.V三者关系 怎么样研究P.T.V三者关系? 3.怎么样研究P.T.V三者关系?