高一物理气体的压强、体积与温度的关系课件.ppt

1、一.气体的状态参量 气体的体积、压强、温度气气 体体 知知 识识 复复 习习1. 气体分子所能达到的空间范围称为气体的体积，气体分子所能达到的空间范围称为气体的体积， 用字母用字母V来表示。来表示。 国际单位是国际单位是m3（立方米）（立方米）2.气体温度气体温度描述气体的冷热程度 是气体分子平均动能的标志是气体分子平均动能的标志 热力学温度和摄氏温度的关系T=273 + t 3.3.容器壁单位面积上所受的气体压力叫气体的压强容器壁单位面积上所受的气体压力叫气体的压强 公式公式: : P = F/SP = F/So 国际单位：国际单位：PaPa（帕斯卡）（帕斯卡）o 标准大气压强：相当于标准大

2、气压强：相当于7676厘米汞柱产生的压强厘米汞柱产生的压强 P0 = gh =13.6 103 9.8 0.76 =1.013105 Pa而而1.0105 Pa相当于相当于75厘米汞柱产生的压强厘米汞柱产生的压强 气体压强的微观本质是气体压强的微观本质是由于气体内大量分子做无规则运动过程中，对容器壁频繁撞击的结果。二二.气体的压强与体积的关系气体的压强与体积的关系1.玻意耳定律玻意耳定律:一定质量的气体，在一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。成反比。 公式公式: P1V1=P2V2适用条件：压强不太大（与大气压相比）温适用条件：压强不太大（

3、与大气压相比）温度不太低（与室温相比）。度不太低（与室温相比）。2.气体的等温变化图象气体的等温变化图象 o （1）等温图象的特点：）等温图象的特点：等温线是双曲线，温度越等温线是双曲线，温度越高，其等温线离原点越远。高，其等温线离原点越远。o （2）在）在P1/V图象中图象中为一条过原点的直线为一条过原点的直线. 斜率大的温度高斜率大的温度高.第六章 气体定律C. 气体的压强与温度的关系 体积与温度的关系思考：气体体积不变时，其压强与温度有什么关系？o 为什么夏天自行车车胎的气不能打得太足？1.在体积不变时,气体的压强与温度的关系1）等容变化等容变化: : 气体在体积保持不变的情况下,发生的

4、 状态变化叫做等容变化等容变化。2）实验探究： DIS实验实验装置实验过程： 改变水的温度，测得若干组气体温度和压强的数据。下表是用这个装置测得的若干组一定质量气体的温度、压强的数据，每组数据表示气体处于相应的某一状态处理这些数据就可以确定气体的压强跟温度之间的定量关系。273)2731 (0tpptT = 273 + T = 273 + t tT = tT = t0 K（-273）是低温的极限在国际单位制中，用热力学温标表示的温度，叫做热力学温度热力学温度用符号T T表示它的单位是开尔文开尔文，简称开开，符号是 K K。CTp 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正

5、比。这个规律叫做查理定律。用数学公式来表示，就是 p = CTp = CT或 p / T = Cp / T = C C C的大小决定于气体的体积、质量和气体种类 1787年法国科学家查理（17461823）通过实验研究，发现所有气体都遵从以下规律：（1）查理定律表达式o 设一定质量的某种气体，由压强p1、温度T1的某一状态，经过等容变化，变到压强p2、温度T2的另一状态，则有 CTp2211TpTpTpTp)2731 (0tpptP P0 0为为0 0 0 0C C时的压强时的压强p pt t为为t t 0 0C C时的压强时的压强一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升一定质量的气体，在

6、体积不变的情况下，温度每升高（或降低）高（或降低）11，增加（或减小）的压强等于它在，增加（或减小）的压强等于它在00时压强的时压强的1/2731/273。 点击 :查理定律的微观解释o 一定质量的气体，在体积不变的情况下，单位体积内所含有的分子数是不变的。当温度升高时，分子的运动加剧，分子的平均速率增大。因而，不仅单位时间内分子撞击器壁的次数增多，而且每次撞击器壁的冲力也增大，所以气体的压强增大。温度降低时，情况恰好相反。（2）等容图线（isochore）o 查理定律表明，压强是热力学温度的正比例函数，它的pT图象是一条倾斜的直线，叫做等容线等容线延长等容线可以看到，当p = 0时，等容线的

7、延长线通过坐标原点，这时的温度为O KpT0V1V2P/T = CP/T = C V V1 1 V V2 2斜率越大表示气体的体积越小斜率越大表示气体的体积越小例题精选：在容积不变的容器内在容积不变的容器内封封装有一定质量的气体，当它的温度装有一定质量的气体，当它的温度为为2727时，其压强为时，其压强为4 410104 4PaPa，那么，当它的温度升高到，那么，当它的温度升高到3737时，它的压强为多大？时，它的压强为多大？解：解：因为气体体积不变，故气体为等容变化。因为气体体积不变，故气体为等容变化。初态：初态：1 4 104Pa，t1+273=27+273=300K。末态：末态：未知，未

8、知， t2+273=37+273=310K。 由查理定律可知：由查理定律可知：T 变形可得：变形可得： （） 4 104 310/300 4.13104(Pa)封闭在容器中的气体，当温度升高时，下面的哪封闭在容器中的气体，当温度升高时，下面的哪个说法是正确的（）（不计容器的膨胀）个说法是正确的（）（不计容器的膨胀）密度和压强均增大；密度和压强均增大； 密度增大，压强减小；密度增大，压强减小；密度不变，压强增大；密度不变，压强增大； 密度增大，压强不变。密度增大，压强不变。C 2一个密闭容器里的气体，在一个密闭容器里的气体，在时压强时压强8104Pa,给容器加热给容器加热, 当气体压强为当气体压

9、强为1.0105Pa时时, 则温度升高到多则温度升高到多少摄氏度？少摄氏度？68.25例题：热水瓶中的热水没有灌满而被盖紧瓶塞，而且瓶塞的密封程度又很好，当经过一段时间后再拉出瓶塞时会比较困难。设灌开水时水温为970C，再次想打开瓶塞时水温为570C，瓶口的横截面积为S=10cm2，外界大气压为P0=105Pa，试估算再次打开瓶塞时至少要用多大的向上拉力?（不计重力）分析：以被封闭在瓶内的空气分析：以被封闭在瓶内的空气为研究对象（不考虑水汽的影响），为研究对象（不考虑水汽的影响），用查理定律，求出末压强，用查理定律，求出末压强，根据内外压力差求出打开瓶塞根据内外压力差求出打开瓶塞所须向上的力。

10、所须向上的力。解答：把瓶塞近似看作圆柱体， 其受力图。手指向上 作用力为F，则F+PS=P0S， P/P0=T/T0，其中T0=370K， T=330K，得出P 再代入数据可得：F=11N 烧瓶（带软木塞），玻璃管，橡皮烧瓶（带软木塞），玻璃管，橡皮连接管，水银压强计，温度计，盛水容器，连接管，水银压强计，温度计，盛水容器，冰，冷水，（几种不同温度的）热水。冰，冷水，（几种不同温度的）热水。拓展实验 调节水银压强计的可动管调节水银压强计的可动管A，使，使B管水银面始终保持在管水银面始终保持在同一水平面上。改变气体温度，同一水平面上。改变气体温度，得到多次压强值。得到多次压强值。实验方法： 一只

11、烧瓶上连一根玻璃管，一只烧瓶上连一根玻璃管，用橡皮管把它跟一个水银压强用橡皮管把它跟一个水银压强计连在一起，从而在烧瓶内封计连在一起，从而在烧瓶内封住一定质量的空气。住一定质量的空气。上下移动压强计，使得其上下移动压强计，使得其中的两段水银柱的高度在同一中的两段水银柱的高度在同一水平面上。标记下管水银柱水平面上。标记下管水银柱的高度。的高度。实验步骤一实验步骤一： 将烧瓶放入纯净冰水混将烧瓶放入纯净冰水混合物中，观察压强计水银柱合物中，观察压强计水银柱的高度变化情况。的高度变化情况。 瓶中气温降低瓶中气温降低( (温度为温度为T T1 1），），B B柱上升，柱上升，A A柱下降。瓶柱下降。瓶

12、中气体体积减小。中气体体积减小。 A A管下降，使管中水银管下降，使管中水银柱高度与开始时相同柱高度与开始时相同, ,保证气保证气体体积体体积不变不变. .记录下水银柱的高记录下水银柱的高度差度差H H1 1，以得出内外气体压强，以得出内外气体压强之差。之差。实验步骤二实验步骤二：将烧瓶放入某一温度的将烧瓶放入某一温度的热水中（水温可由温度计测热水中（水温可由温度计测出出T2），观察压强计中水银），观察压强计中水银柱的高度变化情况。柱的高度变化情况。气体温度上升，柱上气体温度上升，柱上升，柱下降，瓶内气体体升，柱下降，瓶内气体体积增大。积增大。上提管，仍然使管上提管，仍然使管水银柱的高度与开始

13、时相同，水银柱的高度与开始时相同，保证气体体积不变。再记录保证气体体积不变。再记录下管水银柱高度之差下管水银柱高度之差H2，以得出内外气体压强之差。以得出内外气体压强之差。实验步骤三实验步骤三：o 某住宅四楼一居民家厨房发生管道煤气泄漏爆某住宅四楼一居民家厨房发生管道煤气泄漏爆炸事故，爆炸时厨房温度从常温迅速升高到炸事故，爆炸时厨房温度从常温迅速升高到1800，请估算此时产生的气体压强约为多，请估算此时产生的气体压强约为多少个大气压？（提示：将煤气看作理想气体，少个大气压？（提示：将煤气看作理想气体，在爆炸瞬间近似看做是一等容过程）在爆炸瞬间近似看做是一等容过程） 7atm 练习练习 在室温下

14、两端封闭的均匀的玻璃管水平放置，管在室温下两端封闭的均匀的玻璃管水平放置，管内空气被一段水银柱隔开成为左右两部分，左边空气柱内空气被一段水银柱隔开成为左右两部分，左边空气柱长为右边空气柱长度的长为右边空气柱长度的2 2倍，如图倍，如图8-408-40所示，现将玻璃所示，现将玻璃管投入管投入8080的热水中，仍保持其水平，那么（的热水中，仍保持其水平，那么（ ）A.A.水银柱向左移动；水银柱向左移动； B.B.水银柱向右移动水银柱向右移动C.C.水银柱不动；水银柱不动； D.D.不能确定不能确定 假设水银柱不动则A、B气体将作等容变化P= (T*P)/T 因为PA=PB，TA=TB ， TA=

15、TB所以 PA= PB 即水银 柱保持不动，选C如果，玻璃管竖直放置则水银如何移动？若A、B两部分气体的温度不同则又如何？自主活动o 怎样用玻意耳定律和查理定律推导出一定质量的气体在压强保持不变的条件下，气体体积和温度之间的关系？2211TpTp2112VpVp2211TVTV3.盖吕萨克定律o 一定质量的气体在压强不变时，它的体积与热力学温度成正比。2211TVTVCTV盖吕萨克定律表明，体积是热力学温度的正比例函数，它的VT图象是一条倾斜的直线，叫做等压等压线线延长等容线可以看到，当V = 0时，等容线的延长线通过坐标原点，这时的温度为O KVT0p1p2V/T = CV/T = C p p1 1 p p2 2斜率越大表示气体的压强越小斜率越大表示气体的压强越小