高中物理选修3-3-第八章-气体(全章)-LIppt课件

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1、第八章第八章 气气体体高中物理选修33第八章 气体高中物理选修3311 1、温度、温度热力学温度热力学温度T T：开尔文开尔文 T T=t t 273 K 273 K2 2、体积、体积体积体积 V V单位：有单位：有L L、mLmL等等3 3、压强、压强压强压强 p p单位：单位：PaPa（帕斯卡）帕斯卡）复习复习气体的状态参量气体的状态参量1、温度热力学温度T：开尔文2、体积体积 V3、压强压强 2如何确定气体的状态参量呢？如何确定气体的状态参量呢？温度（温度（T T ）-温度计温度计体积（体积（V V ）-容器的容积容器的容积压强（压强（p p ）-气压计气压计如何确定气体的状态参量呢？温

2、度（T）-3探究方法：探究方法：控制变量法控制变量法探究方法：控制变量法4第八章第八章 气气体体8.1 8.1 气体的等温气体的等温变变化化波意耳定律第八章 气体8.1 气体的等温变化波意耳定律5一、气体的等温变化：一、气体的等温变化：气体在温度不变的状态下，气体在温度不变的状态下，发生的变化叫做等温变化。发生的变化叫做等温变化。一、气体的等温变化：6p p/10 Pa5V V1 12 23 30 01 12 23 34 4实实验验p/10 Pa5V12301234实验7p p/10 Pa10 Pa51/V V1 12 23 30 00.20.20.40.40.60.60.80.8实实验验p/

3、10 Pa51/V12300.20.40.60.8实验8探究结论：探究结论：探究结论：探究结论：在温度不变时，压强在温度不变时，压强p p和体积和体积V V成反比。成反比。探究结论：在温度不变时，压强p和体积V成反比。9 一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。跟体积成反比。二、玻意耳定律二、玻意耳定律 1、内容：、内容：2、表达式：、表达式：3、图像：、图像：P1/VPV 一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体10p p/10 Pa5V V1 12 23 30 01 12 23 34 4p/10 Pa5V12301234

4、11（1）、特点）、特点:等温线是双曲线的一支。等温线是双曲线的一支。温度越高温度越高,其等温线离原点越远其等温线离原点越远.同一气体，不同温度下等温同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断是不同的，你能判断那条等温那条等温线是表示温度是表示温度较高的情形高的情形吗？你是根据什么？你是根据什么理由作出判断的？理由作出判断的？Vp1230结论结论:t3t2t1（1）、特点:温度越高,其等温线离原点越远.12（2 2）、图象意义）、图象意义:物理意义物理意义:反映压强随体积的变化关系反映压强随体积的变化关系 点意义点意义:每一组数据每一组数据-反映某一状态反映某一状态P1/VPV（2）、图象意

5、义:物理意义:反映压强随体积的变化关系13例题：例题：一定质量气体的体积是一定质量气体的体积是20L20L时，压时，压强为强为1101105 5PaPa。当气体的体积减。当气体的体积减小到小到16L16L时，压强为多大？设气体时，压强为多大？设气体的温度保持不变。的温度保持不变。答案：答案：1.2510 1.2510 5 5PaPa例题：一定质量气体的体积是20L时，压强为1105Pa。当14第八章第八章 气气体体8.2 8.2 气体的等容气体的等容变变化和等化和等压变压变化化查理定律、盖吕萨克定律第八章 气体8.2 气体的等容变化和等压变化查理15变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路

6、怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分结论：结论：一定质量的气体，保持一定质量的气体，保持体积不变体积不变，当温度升高，当温度升高时，气体的压强时，气体的压强 增大；当温度降低时，气体的压强减增大；当温度降低时，气体的压强减小。小。P0t0CP0T/K2730C图象：图象：问题：问题：炎热的夏天，如果将自行车内胎充气过足，停车炎热的夏天，如果将自行车内胎充气过足，停车时又没能放在阴凉处，而是放在阳光下曝晒，这样极易爆裂，时又没能放在阴凉处，而是放在阳光下曝晒，这样极易爆裂，知道这是为什么吗？知道这是为什么吗？答：答：曝晒过程中内胎容积变化甚

7、微，可认为容积不变；曝晒过程中内胎容积变化甚微，可认为容积不变；当温度升高时导致气体压强增大而使车胎爆裂当温度升高时导致气体压强增大而使车胎爆裂.气体的等容变化气体的等容变化结论：一定质量的气体，保持体积不变，当温度升高时，气体的压强16变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分一、气体的等容变化一、气体的等容变化-查理定律查理定律一定质量的气体，在体积不变的情况下，一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强与它的压强与热力学温度热力学温度成正比。成正比。2、公式：、公式：判断哪条等容线表示的是体积

8、大判断哪条等容线表示的是体积大?V1 V2体积越大，斜率越小；体积越大，斜率越小；体积越小，斜率越大。体积越小，斜率越大。1、内容：、内容：3、图象、图象或（C是比例常数）是比例常数）也可写成也可写成 或一、气体的等容变化-查理定律一定质量的气体，在体积不变的17变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分【课堂练习课堂练习】1、密闭在容积不变的容器中的气体，当、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低时：温度降低时：A、压强减小，密度减小；、压强减小，密度减小；B、压强减小，密度增大；、压强减小，密度

9、增大；C、压强不变，密度减小；、压强不变，密度减小；D、压强减小，密度不变、压强减小，密度不变D【课堂练习】1、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低时：18变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2、下列关于一定质量的气体的等容变化的说、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中正确的是：法中正确的是：A、气体压强的改变量与摄氏温度成正比；、气体压强的改变量与摄氏温度成正比；B、气体的压强与摄氏温度成正比；、气体的压强与摄氏温度成正比；C、气体压强的改变量与热力学温度成正比；、气体压强的改变量与热

10、力学温度成正比；D、气体的压强与热力学温度成正比。、气体的压强与热力学温度成正比。D【课堂练习课堂练习】2、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中正确的是：19变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3、如图所示，为质量恒定的某种气体的、如图所示，为质量恒定的某种气体的PT图，图，A、B、C三态中体积最大的三态中体积最大的状态是：状态是：A、A状态状态 B、B状态状态 C、C状态状态 D、条件不足，无法确定、条件不足，无法确定ABC0PTC【课堂练习课堂练习】3、如图所示，为质量恒定的某种气体的P

11、T图，A、B、C三态20变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二、气体的等压变化二、气体的等压变化-盖盖.吕萨克定律吕萨克定律一定质量的气体，在一定质量的气体，在压强压强不变的情况下不变的情况下其其体积体积V与与热力学温度热力学温度T成正比成正比.2、公式：、公式：3、图象、图象不同压强下的等压线，不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小斜率越大，压强越小.1、内容：、内容：VT判断哪条等压线表示的是压强大判断哪条等压线表示的是压强大?P1 P2或或C为常量为常量或或二、气体的等压变化-盖.吕萨克定

12、律一定质量的气体，在压强21变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分【课堂训练课堂训练】1、两个气缸中都充有质量相同的氧气，、两个气缸中都充有质量相同的氧气，其中其中如图所示如图所示 、容器中氧气的压强较小、容器中氧气的压强较小 、容器中氧气的密度较大、容器中氧气的密度较大 、两容器中气体的密度相同、两容器中气体的密度相同 、两容器中气体的温度不同、两容器中气体的温度不同ABA【课堂训练】1、两个气缸中都充有质量相同的氧气，其中22第八章第八章 气气体体8.3 8.3 理想气体的状理想气体的状态态方

13、程方程第八章 气体8.3 理想气体的状态方程23【问题问题1】三大气体实验定律内容是什么？三大气体实验定律内容是什么？公式：公式：pV=C12 2、査理定律：、査理定律：、査理定律：、査理定律：公式：公式：1 1、玻意耳定律：、玻意耳定律：、玻意耳定律：、玻意耳定律：3 3、盖、盖、盖、盖-吕萨克定律：吕萨克定律：吕萨克定律：吕萨克定律：公式：公式：复习回顾【问题1】三大气体实验定律内容是什么？公式：pV 24变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 【问题问题2 2】这些定律的这些定律的适用范围是

14、什么？适用范围是什么？温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大.【问题2】这些定律的适用范围是什么？温度不太低，压强不25变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分一一.理想气体理想气体 假假设有有这样一种气体，它在一种气体，它在任何温度任何温度和和任任何何压强下都下都能能严格地遵从格地遵从气体气体实验定律定律,我我们把把这样的气体叫做的气体叫做“理想气体理想气体”。理想气体具有那些特点呢？理想气体具有那些特点呢？1、理想气体是不存在的，是一种理想模型。

15、、理想气体是不存在的，是一种理想模型。2、在、在温度不太低温度不太低,压强不太大不太大时实际气体都气体都可看成是理想气体。可看成是理想气体。一.理想气体 假设有这样一种气体，它在任何温度26变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分一定一定质量量的的理想气体理想气体的的内能内能仅由温度由温度决决定定,与气体的体与气体的体积无关无关.4、从能量上说：理想气体的微观本质是、从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力忽略了分子力忽略了分子力忽略了分子力，没有分子势能没有分子势能没有分子势能没有分子势能，理

16、想气体的内能只有分子动能。，理想气体的内能只有分子动能。3、从微、从微观上上说：分子：分子间以及分子和器壁以及分子和器壁间，除碰撞外无，除碰撞外无其他作用力，其他作用力，分子本身没有体分子本身没有体分子本身没有体分子本身没有体积积，即它所占据的空，即它所占据的空间认为都是可以被都是可以被压缩的空的空间。一定质量的理想气体的内能仅由温度决定,与气体的体积无关.427变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 【问题问题3】如果某种气体的如果某种气体的三个状态参量（三个状态参量（p、V、T）都）都发生了变

17、化，它们之间又遵从发生了变化，它们之间又遵从什么规律呢？什么规律呢？【问题3】如果某种气体的三个状态参量（p、V、T）都28变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 如图所示，一定质量的某种理想气体如图所示，一定质量的某种理想气体从从A到到B经历了一个等温过程，从经历了一个等温过程，从B到到C经经历了一个等容过程。分别用历了一个等容过程。分别用pA、VA、TA和和pB、VB、TB以及以及pC、VC、TC表示气体在表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，那么三个状态的状态参量，那么A、C状状态的状态参

18、量间有何关系呢？态的状态参量间有何关系呢？0pVA AB BC CTA=TB 如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经历了29推导过程推导过程推导过程推导过程从从AB为等温变化：由玻意耳定律为等温变化：由玻意耳定律pAVA=pBVB从从BC为等容变化：由查理定律为等容变化：由查理定律0pVA AB BC C又又TA=TB VB=VC解得：解得：推导过程从AB为等温变化：由玻意耳定律pAVA=pBVB从30变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程1 1 1

19、 1、内容：、内容：、内容：、内容：一定质量的某种理想气体在从一个状态变一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改变，但是都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。2 2、公式：、公式：、公式：、公式：或或3、使用条件、使用条件:一定一定质量量的某种的某种理想气体理想气体.4 4、气体密度式：、气体密度式：二、理想气体的状态方程1、内容：一定质量的某种理想气体在从一31变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统

20、接线组成中一个重要组成部分 一定质量的理想气体，由初状态（一定质量的理想气体，由初状态（p1、V1、T1）变化到末状态（变化到末状态（p2、V2、T2）时，两个状态的状态）时，两个状态的状态参量之间的关系为：参量之间的关系为：方程具有方程具有普遍性普遍性 一定质量的理想气体，由初状态（p1、V1、T1）变化32第八章第八章 气气体体8.4 8.4 气体气体热现热现象的微象的微观观意意义义第八章 气体8.4 气体热现象的微观意义33变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分一一.气体分子的运动特点气体分

21、子的运动特点1.1.气体分子除了相互碰撞或与器壁碰撞外，不受力而气体分子除了相互碰撞或与器壁碰撞外，不受力而做做匀速直线运动匀速直线运动2.2.某一时刻，向各个方向运动的气体分子某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目都相数目都相等等3.3.气体分子做无规则运动，速率有大小，却按气体分子做无规则运动，速率有大小，却按一定规律一定规律分布分布气体分子速率的分布规律气体分子速率的分布规律中间多，两头少中间多，两头少对个别分子而言，未必温度越高速率越大对个别分子而言，未必温度越高速率越大温度越高，占大比例的分子的速率（区间）越大，温度越高，占大比例的分子的速率（区间）越大，说明分子运动越剧烈说明分子运

22、动越剧烈温度是分子平均动能的标志温度是分子平均动能的标志一.气体分子的运动特点1.气体分子除了相互碰撞或与器壁碰撞外34变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分大量气体分子的速率大量气体分子的速率是按一定是按一定规律分布，呈律分布，呈“中中间多，两多，两头少少”的分布的分布规律，且律，且这个分布状个分布状态与温与温度有关，温度升高度有关，温度升高时，平均速率会增大。，平均速率会增大。尽管大量分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速尽管大量分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率却按一定的规律分

23、布。率却按一定的规律分布。大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中间多35变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二二.气体压强的微观意义气体压强的微观意义2.影响气体压强的两个因素影响气体压强的两个因素:气体分子的平均动能气体分子的平均动能气体分子的密集程度气体分子的密集程度-温度温度-体积体积1产生原因产生原因 是是大量分子频繁地碰撞器壁大量分子频繁地碰撞器壁，就对，就对器壁产生持续、均匀的压力所以从分器壁产生持续、均匀的压力所以从分子动理论的观点看来，子动理论的观点看来，气体的压强就是气体的

24、压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力平均作用力微观因素微观因素宏观因素宏观因素二.气体压强的微观意义2.影响气体压强的两个因素:气体分子的36变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分三、对气体实验定律的微观解释三、对气体实验定律的微观解释玻意尔定律玻意尔定律m一定一定T一定一定一定一定V变小变小n变大变大p变大变大宏观宏观微观微观n n：单位体积内分子数：单位体积内分子数三、对气体实验定律的微观解释玻意尔定律m一定T一定一定V变小37变电站电气主接线

25、是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分查理定律查理定律m一定一定V一定一定n n一定一定T升高升高p变大变大宏观宏观微观微观变大变大三、对气体实验定律的微观解释三、对气体实验定律的微观解释查理定律m一定V一定n一定T升高p变大宏观微观变大三、对气体38变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分盖盖-吕萨克定吕萨克定律律m一定一定V变大变大n n变小变小T升高升高宏观宏观微观微观变大变大P不变不变可能可能三、对气体实验定律的微观解释三、对气体实验定律的微观解释盖-吕萨克定律m一定V变大n变小T升高宏观微观变大P不变可能39