第一节气体实验定律
《气体实验定律》课件
本次PPT课件介绍气体实验定律，通过详细讲解气体基本概念、测量方法以及 各个定律的表述、图示和应用范例，帮助您掌握气体的重要性和应用场景。
气体基本概念
气体特征
气体是一种没有定形的物质，具有压强、体积、温度等特征。
气体基本假定
气体的分子间距很大，气体分子间的相互作用力很小，在运动中自由碰撞，其碰撞、弹性和 速率服从一定的统计规律。
利用装置测量气体的体积和摩尔数，验
证摩尔定律。
3
算式推导和应用范例
通过摩尔方程，摩尔分数、分子式、密 度等重要物理量均可计算。
理想气体状态方程
方程表述
最基本的气体定理，表示一定条 件下物质的压强、体积、摩尔数 和温度之间的关系。
实验验证和限制条件
不能过于密集，分子间距离应远 大于分子本身大小，才符合理想 气体状态。
算式推导和应用范例
应用理想气体状态方程，可计算 摩尔质量、分子速率、凝固和沸 点等重要物理量。
总结
1 回顾气体实验定律
玛丽蒙德定律、查理定律、摩尔定律和理想气体状态方程，为研究气体的性质和应用提 供了重要的定律基础。
2 总结应用场景和限制
虽然这些定律和方程都有各自的应用场景，但其在实际应用过程中需要考虑到各种限制 条件，并且需要进行多个参数的测量和计算。
气体标准状态
一个标准大气压下、温度为 0℃ 时，单位体积气体的质量为 1.293g，称为标准状态。
玛丽蒙德定律
定律表述
实验装置图示
相同温度和压强下，不同气体的 体积与它们的摩尔数成直接正比。
摆放实验装置，通过测量容器的 体积变化、压强和物质的摩尔数 的比值，验证定律表述。
算式推导和应用范例
通过玛丽蒙德方程，可计算沸点 和密度等物理量。
理想气体遵循的三大实验定律
理想气体遵循的三大实验定律第一定律：博伊尔定律在研究理想气体性质时，博伊尔定律是一个重要的实验定律。
它表明，在一定温度下，理想气体的体积与压强成反比，即当温度不变时，气体的体积与压强呈现出明显的正相关关系。
当我们将理想气体装入一个可变体积的容器中，通过改变容器的体积，可以观察到气体压强的变化。
实验证明，当容器体积减小时，气体压强增加；反之，当容器体积增加时，气体压强减小。
这种反比关系可以用博伊尔定律来描述，即P与V成反比关系。
第二定律：查理定律理想气体的第二个重要特性是查理定律，它描述了理想气体在一定压强下的体积与温度的关系。
实验结果表明，当气体的压强不变时，气体的体积与温度成正比关系，即当温度升高时，气体的体积也会相应增加。
通过改变理想气体的温度，我们可以观察到气体体积的变化。
实验结果显示，当温度升高时，气体分子的平均动能增加，分子之间的碰撞频率和力度增加，导致气体体积膨胀。
这种正比关系可以用查理定律来描述，即V与T成正比。
第三定律：盖吕萨克定律盖吕萨克定律是理想气体的第三个重要特性。
它描述了理想气体在一定温度和压强下的体积与物质的量的关系。
实验结果表明，在相同的温度和压强下，理想气体的体积与物质的量成正比，即当物质的量增加时，气体的体积也会相应增加。
通过改变理想气体的物质的量，我们可以观察到气体体积的变化。
实验结果显示，当物质的量增加时，气体分子的数量增加，分子之间的碰撞频率和力度增加，导致气体体积膨胀。
这种正比关系可以用盖吕萨克定律来描述，即V与n成正比。
以上就是理想气体遵循的三大实验定律：博伊尔定律、查理定律和盖吕萨克定律。
这些定律为我们研究理想气体的性质提供了重要的实验基础，也为我们理解气体行为的规律提供了重要的理论依据。
通过这些实验定律，我们可以更好地理解理想气体的特性，探索气体的性质和行为规律。
在工程、化学、物理等领域，这些定律的应用也是非常广泛的。
例如，在工业生产中，通过控制温度、压强和物质的量，可以实现气体的压缩、膨胀、混合等过程，从而实现各种化学反应和工艺操作。
13.2-气体实验定律1
试在P-1/V 图上、 P-T图上、
V-T图上分别画出相应的状态变
p
化曲线。
1、P-1/V图 P
1 0
2 V
0
1/V
2、P-T图 P
1 2
0
T
3、V-T图
V 2
1
0
T
练习1、如图所示，水平放置的玻管被h=5cm的水银柱封闭的 空气柱长L1=16cm，当开口向上竖直放置时，空气柱L2多长？（ 已知大气压为75cmHg）
L1
h
（1）
h
L2
（2）
练习2、内壁光滑的水平放置的气缸被质量为m的活塞封闭 了体积为V1的空气，当气缸按如图所示放置时，被封空气体 积为V2 。求大气压强（已知活塞的横截面积为S）。
甲
乙
5、图象 P-V图 p
1 O
2 V
(1)在p-V图上，等温线的特征：双曲线；
（2）曲线上的每一点表示一个状态；
p T1 T2<T3
o
v
（3）一定质量的某种气体在不同温度下的等温线 是不同的，温度越高，双曲线顶点离坐标原点越远。
例1、在温度不变的情况下，把一根100cm的上端封闭的 粗细均匀的玻璃管竖直插入水银槽中，管口跟槽内水银面的距 离为管长的一半，如图所示。水银进入管中的深度为25cm，求： 大气压强是多少？
13.2 气体实验定律
（一）玻意耳定律
1、内容：一定质量的某种气体在温度不变的情况下压 强P与体积V成反比
2、公式：p 1/V 写成等式为 PV=C（恒量）
或 P1V1=P2V2 或P1/P2=V2/V1
3、条件：1）质量一定。2）温度不变。
4、等温过程（变化）——气体在温度不变的情况下，发 生的状态变化。
理想气体遵循的三大实验定律
理想气体遵循的三大实验定律1. 定律一：波义尔定律（Boyle's Law）波义尔定律是理想气体的第一个基本定律，描述了在恒温条件下，理想气体的压力与体积之间的关系。
根据波义尔定律，当温度不变时，气体的压力与其体积成反比关系。
换句话说，当气体的体积增加时，其压力会减小，反之亦然。
这个定律可以用以下公式表示：P₁V₁= P₂V₂，其中P₁和V₁表示初始状态下的压力和体积，P₂和V₂表示变化后的压力和体积。
2. 定律二：查理定律（Charles's Law）查理定律是理想气体的第二个基本定律，描述了在恒压条件下，理想气体的体积与温度之间的关系。
根据查理定律，当压力保持不变时，理想气体的体积与其温度成正比关系。
简而言之，当气体的温度增加时，其体积也会增加，反之亦然。
这个定律可以用以下公式表示：V₁/T₁= V₂/T₂，其中V₁和T₁表示初始状态下的体积和温度，V₂和T₂表示变化后的体积和温度。
3. 定律三：盖-吕萨克定律（Gay-Lussac's Law）盖-吕萨克定律是理想气体的第三个基本定律，描述了在恒体积条件下，理想气体的压力与温度之间的关系。
根据盖-吕萨克定律，当体积保持不变时，理想气体的压力与其温度成正比关系。
简单来说，当气体的温度增加时，其压力也会增加，反之亦然。
这个定律可以用以下公式表示：P₁/T₁= P₂/T₂，其中P₁和T₁表示初始状态下的压力和温度，P₂和T₂表示变化后的压力和温度。
这三大实验定律为理想气体提供了基本的物理规律。
它们的发现和理解对于理解和预测气体行为以及工程和科学应用非常重要。
然而，需要注意的是，这些定律只适用于理想气体的近似模型，而在实际情况中，气体的行为可能会受到其他因素的影响，例如压力过高或温度过低等。
因此，在特定的条件下，这些定律可能需要结合其他因素进行修正。
气体实验定律-PPT课件
C．气体分子平均速率变大
D．单位时间单位面积器壁上受到气体分子撞击的次 数减少
小结：
• 一定质量的气体在等容变化时，遵守查理定 律． 一定质量的气体在等压变化时，遵守盖 · 吕萨 克定律．
•
气体实验定律(Ⅱ)
一、等容过程
1．等容过程：气体在体积不变的情况下发 生的状态变化过程叫做等容过程． 2．一定质量气体的等容变化
演示：
• 如图所示，研究瓶中一 定质量的气体，先使U 型管中两侧水银液面等 高，在左侧液面处标上 标记P，然后改变瓶内 气体温度（可分别放入 热水和冰水中），上下 移动A管，使左侧水银 面保持在P处（即使瓶 中气体体积不变）．
4．等容线 （ l ）等容线：一定质量的某种气体在等容变化 过程中，压强p跟热力学温度 T的正比关系 p－ T在直角坐标系中的图象叫做等容线． （2）一定质量气体的等容线 p－ T图象，其延长 线经过坐标原点，斜率反映体积大小，如图所 示．
（3）一定质量气体的等容线的物理意义． ①图线上每一个点表示气体一个确定的状态 ，同一根等容线上各状态的体积相 ②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越 小（同一温度下，压强大的体积小）如图所 示，V2<V1．
查理定律的微观解释：
一定质量（m）的气体的总分子数（N） 是一定的，体积（V）保持不变时，其单 位体积内的分子数（n）也保持不变，当 温度（T）升高时，其分子运动的平均速 率（v）也增大，则气体压强（p）也增大； 反之当温度（T）降低时，气体压强（p） 也减小。
二、等压过程
1 ．等压过程：气体在压强不变的情况下发 生的状态变化过程叫做等压过程． 2．一定质量气体的等压变化．
可得到，气体温度升 高，压强增大；气体 温度降低，压强减小.
气体实验定律
气体实验定律气体是我们日常生活中不可或缺的物质，在物理学中，气体的行为可由一系列实验定律来描述和解释。
这些实验定律包括查理定律、波义尔-马里亚定律和亨利定律，它们各自揭示了气体的特性、性质和行为。
本文将逐一介绍这些实验定律，并解释其背后的物理原理。
1. 查理定律查理定律，也称作巴斯-盖-路易斯定律，提出了气体在常压下的体积与温度之间的关系。
根据查理定律，当气体的压强保持不变时，气体的体积与其温度成正比。
数学上，查理定律可以用以下公式来表示：V1 / T1 = V2 / T2其中，V1和T1分别代表气体的初始体积和温度，V2和T2分别代表气体的最终体积和温度。
查理定律的实验结果表明，随着气体温度的升高，气体的体积也会增加。
这是因为高温会导致气体分子的动能增加，从而使气体分子在容器中运动的幅度增大，使整个气体膨胀。
2. 波义尔-马里亚定律波义尔-马里亚定律是描述气体压强与体积之间关系的实验定律。
根据该定律，在一定温度下，气体的体积与其压强成反比。
数学上，波义尔-马里亚定律可以用以下公式来表示：P1 * V1 = P2 * V2其中，P1和V1分别代表气体的初始压强和体积，P2和V2分别代表气体的最终压强和体积。
实验结果表明，当气体的体积减小时，气体分子与容器壁碰撞的频率增加，从而导致气体分子对容器壁施加的压强增加。
因此，在一定温度下，当气体体积减小时，其压强会增加。
3. 亨利定律亨利定律描述了气体与液体之间的溶解关系。
根据亨利定律，气体在液体中的溶解度与气体的分压成正比。
数学上，亨利定律可以用以下公式来表示：C = k * P其中，C代表气体在液体中的溶解度，P表示气体的分压，k称为Henry常数。
亨利定律的实验发现表明，当气体分压增加时，气体分子会更多地溶解到液体中。
这是因为气体分子与液体分子的相互作用增强，导致气体分子更易溶解进入液体。
总结：气体实验定律，包括查理定律、波义尔-马里亚定律和亨利定律，揭示了气体的特性和行为。
气体的等温变化
第一节气体的等温变化学习目标1.知道描述气体状态的三个状态参量。
2.知道什么是气体的等温变化，了解研究等温变化的演示实验装置和实验过程。
4.理解等温变化的图象，并能利用图象分析实际问题。
3.知道玻意耳定律的适用条件，理解玻意耳定律的内容和公式，能用玻意耳定律计算有关问题。
一、探究气体等温变化的规律1.气体状态参量：气体的三个状态参量为压强p、体积V、温度T。
2.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的变化关系。
二、玻意耳定律1.内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。
2.表达式：p1V1＝p2V2 或pV＝常数C 或p1p2＝V2V1。
3、理解：(1).成立条件：①玻意耳定律p1V1＝p2V2是实验定律，只有在气体质量一定、温度不变的条件下才成立。
②温度不太低，压强不太大。
(2).常量C：玻意耳定律的数学表达式pV＝C中的常量C不是一个普适恒量，它与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该恒量C越大。
三、气体等温变化的p－V图象1.概念：如图，一定质量的理想气体的p－V图线的形状为双曲线，它描述的是温度不变时的p－V关系，称为等温线。
2.分析：一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。
3、理解等温线（1）一定质量的某种气体在等温变化过程中压强p跟体积V的反比关系，在p-V 直角坐标系中表示出来的图线叫等温线。
（2）一定质量的气体等温线的p-V图是双曲线的一支。
（3）等温线的物理意义：图线上的一点表示气体的一个确定的状态。
同一条等温线上各状态的温度相同，p与V 的乘积相同。
不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。
四、气体等温变化图象的应用步骤(1)明确图象类型：确定是p－V图象还是p－1V图象。
(2)确定研究过程：①明确研究的初状态和末状态。
②明确由初状态到末状态的变化过程。
(3)应用图象规律：①在p－V图象中，沿远离横纵坐标轴方向，温度越来越高。
气体定律实验报告
气体定律实验报告气体定律实验报告引言：气体是我们生活中不可或缺的一部分，而了解气体的性质和行为对于许多科学领域都至关重要。
气体定律是研究气体行为的基本原理，通过实验来验证这些定律可以帮助我们更好地理解气体的特性。
本实验旨在通过对气体定律的实验验证，探究气体的压强、体积和温度之间的关系。
实验一：气体压强与体积的关系实验目的：通过改变气体的体积，观察气体压强的变化，验证气体定律中的波义尔定律。
实验步骤：1. 将气体收集瓶置于水槽中，保证瓶口完全浸没在水中。
2. 使用滴管向气体收集瓶中注入适量的气体，同时记录下气体收集瓶中的水位。
3. 使用活塞缓慢地压缩或释放气体，每次压缩或释放后记录下气体收集瓶中的水位。
4. 根据实验数据计算气体压强与体积的比值。
实验结果与分析：通过实验观察和数据计算，我们可以得出气体压强与体积成反比的结论。
当压缩气体时，体积减小，压强增大；当释放气体时，体积增大，压强减小。
这符合波义尔定律的预期结果。
实验二：气体压强与温度的关系实验目的：通过改变气体的温度，观察气体压强的变化，验证气体定律中的查理定律。
实验步骤：1. 将气体收集瓶置于恒温水槽中，保持温度恒定。
2. 使用滴管向气体收集瓶中注入适量的气体，同时记录下气体收集瓶中的水位。
3. 将气体收集瓶放入不同温度的水槽中，记录下气体收集瓶中的水位。
4. 根据实验数据计算气体压强与温度的比值。
实验结果与分析：通过实验观察和数据计算，我们可以得出气体压强与温度成正比的结论。
当温度升高时，气体分子的平均动能增加，撞击容器壁的频率增加，从而导致压强的增加。
这符合查理定律的预期结果。
实验三：气体体积与温度的关系实验目的：通过改变气体的温度，观察气体体积的变化，验证气体定律中的盖-吕萨克定律。
实验步骤：1. 将气体收集瓶置于恒温水槽中，保持温度恒定。
2. 使用滴管向气体收集瓶中注入适量的气体，同时记录下气体收集瓶中的水位。
3. 将气体收集瓶放入不同温度的水槽中，记录下气体收集瓶中的水位。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
例：一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽内，如图所 示，管内水银柱比槽内水银面高h＝5 cm，空气柱长l＝45 cm，要使管内、外水银面相平．求： (1)应如何移动玻璃管？ (2)此刻管内空气柱长度为多少？ (设此时大气压相当于75 cmHg 产生的压强)
答案： (1)向下 (2)42 cm
p1 ＝ p2 =C T1 T2
适用条件：气体质量一定，体积不变。
热力学温度T与摄氏温度t的关系:
T t 273
热力学温度T的单位是开尔文，简称开，符号为K。
注意：p与热力学温度T成正比，不与摄氏温度成正比，但压强 的变化Δp与摄氏温度Δt的变化成正比。
一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高 （或降低） 1℃，增加（或减少）的压强等于它0℃时压 强的1/273． 解题时前后两状态压强的单位要统一。
适用条件：一定质 量的气体，温度不 太低，压强不太大。
三、玻意耳定律
1、文字表述：一定质量某种气体，在温度不变的情况下， 压强p与体积V成反比。 2、公式表述：pV=C（常熟C与气体的种类、质量、温度 有关。） 或p1V1=p2V2
3、条件:一定质量气体且温度不变
4、适用范围：温度不太低，压强不太大
气体等温变化的p－V图象
1．p－V图象
一定质量的理想气体的p－V图象如图甲所示，图线为双 曲线的一支，且温度t1<t2.
4.等容线 (1)等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压
强p跟热力学温度T的正比关系p－T在直角坐标系中的图
象叫做等容线。
(2)一定质量气体的等容线p－T图象，其延长线经过坐标
原点，斜率反映体积大小，如图所示。
一定质量气体的等容线的物理意义。 ①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状 态的体积相同 ②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小（同一温度下，压强
(1)它在等温过程中由状态A变为状态B，状态B的体积为2m3，求状态
B的压强。
PB=105Pa
(2)随后，又由状态B在等容过程中变为状态C，状态C的温度为300K，
求状态C的压强。
pc=1.5×105Pa
A
B
C
玻意耳定律： p1V1=p2V2
查理定律： p1＝p2=C T1 T2
盖·吕萨克定律：VV12＝TT21
例：粗细均匀的玻璃棒，封闭一端长为12 cm.一个人手持 玻璃管开口向下潜入水中，当潜到水下某深度时看到水进 入玻璃管口2 cm，求人潜入水中的深度．(取水面上大气 压强为p0＝1.0×105 Pa，g＝10 m/s2)
答案： 2 m
气缸类型：
例：如图所示，一总长度为L导热性能良好的汽缸放置在水平面上， 开口向左。用横截面积为S的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽 缸内，活塞静止时距汽缸底部L/2 。现保持温度不变，缓慢转动 汽缸．使其开口竖直向上放置，活塞最终静止时距汽缸底部L/4。 已知大气压强为po，不计活塞厚度，活塞与汽缸无摩擦接触且气 密性良好。重力加速度为g。求
①汽车、拖拉机里的内燃机，就是利用气体温度急剧升高后压强增 大的原理，推动气缸内的活塞做功。 ②打足了气的车胎在阳光下曝晒会胀破 ③水瓶塞子会迸出来。
1. 一定质量的气体在保持密度不变的情况下，把它的温 度由原来的27℃升到127℃，这时该气体的压强是原来 的（ C ）
小结
p1V1=p2V2
条件:一定质量气体且温度不变 适用范围：温度不太低，压强不太大
2.气体的等容变化
能解释高压锅的原理吗？
一、等容过程
1.等容过程：气体在体积不变的情况下发生的状态变化过程叫做等 容过程。 2.查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p 与热力学温度T成正比（ p T ） 。
第一节气体实验定律
1.气体的等温变化
一、问题？
1.被封气体V如何变化？
2.是不是压强变大体积一定变小？
3.怎么样研究P.T.V三者关系?
控制变量法
二、等温变化
1.气体的等温变化:一定质量的气体温度保持不变的 状态变化过程.
人们通过大量的实验研究 发现，一定量的气体在保持 温度不变的情况下压强P与 体积V之间满足如图的关系。
一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度每升高
（或降低） 1℃，增加（或减少）的体积等于它0℃时体 积的1/273．
等压线 (1)等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V与热力
学温度T的正比关系在V－T直角坐标系中的图象叫做等压线。 (2)一定质量气体的等压线的V－T图象，其延长线经过坐标原点，
练习：下列图中，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，各图
中正确描述一定质量的气体不是等温变化的是( D )
一、容器静止或匀速运动时封闭气体压强的求法
1．取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相 等，在连通器内灵活选取等压面．由两侧压强相等列方程 求解压强．
例如图中，同一液面C、D处压强相等 pA＝p0＋ph.
例：如图所示，一固定密闭导热性良好的气缸竖直开口向 上放置，气缸上部有一质量为m的活塞，活塞距气缸底部 高为h0，活塞与气缸壁的摩擦不计，现在活塞上加一质量 为m的小物块。已知大气压强为p0，温度为To ，气缸横截 面积为S，重力加速度为g。求
（1）、活塞上加上质量为m的小物块后， 活塞静止时距离气缸底部的距离；
1.33×105Pa
3.气体的等压变化
1.等压过程：气体在压强不变的情况下发生的状态变化过 程叫做等压过程。
2.盖·吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，
体积V与热力学温度成 正比（ V T ）。
V2 V1 C T2 T1
C与气体的种类、质量、压强有关。注 意： V正比于T而不正比于t，但 Vt
力平衡法：选与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研 究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强．
例：如图所示，竖直放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内 有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内．已知水银柱a 长10 cm，水银柱b两个液面间的高度差为5 cm，大气压强为75 cmHg，求空气柱A、B的压强．
A. 3倍 B. 4倍 C. 4/3倍 D. 3/4倍
2．由查理定律可知，一定质量的理想气体在体积不变时，
它的压强随温度变化关系如图中实线表示。把这个结论
进行合理外推，便可得出图中t0＝ －273 能降低到t0，那么气体的压强将减小到 0
p(Pa)
℃；如果温度 Pa。
t0 0
t(℃)
3、容积为2L的烧瓶，在压强为1.0×105Pa时，用塞子塞住，此时 温度为27℃，当把它加热到127℃时，求： （1）塞子打开前的最大压强
用气体定律解题的步骤 1．确定研究对象．被封闭的气体(满足质量不变的条件)；
2．用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件 (p1，V1，T1，p2，V2，T2)；
3．根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式 (本节课中就是玻意耳定律公式)；
4．将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；
5．对结果的物理意义进行讨论．
斜率反映压强大小，如图所示。
一定质量气体的等压线的物理意义 ①图线上每一个点表示气体一个确定 的状态，同一根等压线上各状态的压 强相同。 ②不同压强下的等压线，斜率越大， 压强越小（同一温度下，体积大的压
强小）如图所示ｐ2<ｐ1 。
1.某种气体在状态A时压强2×105Pa，体积为1m3，温度为200K，