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1、21 气体的状态 22 玻意耳定律,课标定位 学习目标：1.理解气体的状态和状态参量的意义会进行热力学温度跟摄氏温度之间的换算 2会计算气体的压强，知道压强的不同单位，必要时会进行换算 3掌握玻意耳定律，并能应用它解决气体的等温变化问题 4知道气体等温变化的pV图像，即等温线 重点难点：1.气体压强的计算及气体状态的描述 2玻意耳定律，pV图像,核心要点突破,课堂互动讲练,知能优化训练,2.2 玻意耳定律,课前自主学案,课前自主学案,一、描述气体状态的状态参量 1在物理学中，可以用温度T、体积V、_来描述一定质量气体的宏观状态，这三个物理量叫做气体的状态参量 2在国际单位制中，用热力学温标表示
2、的温度，叫做_温度用符号T表示，它的单位是_，简称_，符号是_.它与摄氏温度的关系是T _.,压强p,热力学,开尔文,开,K,t273.15,3体积：气体的体积是指气体分子能达到的空间在国际单位制中，其单位是_，符号m3.体积的单位还有升(L)、毫升(mL).1 L103m3,1 mL106m3. 4压强：气体作用在器壁单位面积上的压力叫_在国际单位制中，压强的单位是帕，符号Pa.1 Pa1 N/m2，常用的单位还有标准大气压(atm)，1 atm1.01105 Pa76 cmHg.,立方米,压强,二、怎样研究气体的状态变化 一定质量的理想气体，如果其状态参量中有两个或者三个发生了变化，我们就
3、说气体的状态发生了变化，只有一个参量发生变化而其他参量不变的情形是不会发生的 1在物理学上，忽略分子本身体积和分子间_ _的气体叫做理想气体 实验指出，当温度_，压强_时，所有的气体都可以看做理想气体,不太低,不太大,2在研究气体的状态变化时 ，我们采用了_法，即先保持一个参量不变，研究其他两个参量之间的关系，进而确定三个参量的变化规律 3使一定质量的气体在温度保持不变的情况下发生的状态变化过程，叫做_过程，相应地，还有等容过程和等压过程,控制变量,等温,三、探究气体等温变化规律 1实验装置如图211所示以厚壁玻璃管内一定质量的空气作为研究对象通过脚踏泵对管内的空气施加不同的压强，使管内空气的
4、_发生相应的变化然后在_和_上读出气体的压强和相应的体积,体积,压强计,刻度尺,图211,一定质量,p1V1p2V2,反比,四、玻意耳定律的微观解释 一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能是_的，压强的大小完全由_决定当体积减小为原来的一半时，分子密度增大为原来的2倍，因此压强也_为原来的2倍，即气体的压强与体积的乘积_，或者说气体的压强与体积成反比,一定,分子密度,增大,不变,思考感悟 在研究气体的等温变化规律时，压强增大，体积减小，气体的内能如何变化？ 提示：内能不变理想气体不考虑分子势能，故内能由气体温度体现,核心要点突破,一、气体压强的计算 1静止或匀速运动系统中压强的计算方法
5、 图212,(1)参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)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求得气体压强 例如，图212中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A，在其最低处取一液片B，由其两侧受力平衡可知 (pAph0)S(p0phph0)S. 即pAp0ph.,(2)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 (3)连通器原理：在连通器中，同一种液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强相等，如图212中同一液面C、D处压强相等pAp0ph.,2容器加速运动时封闭气体压强的计算 当容器
6、加速运动时，通常选与气体相关联的液柱、汽缸或活塞为研究对象进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭的压强 如图213所示,当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱有： 图213,即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1.如图214所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为，圆板的质量为M，不计圆板与容器内壁的摩擦若大气压强为p0,则被圆板封闭在容器中的气体压强等于( ) 图214,二、玻意耳定律的理解及应用 1成立条件：玻意耳定律p1V1p2V2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恒量的定义：p1V1p2V
7、2C(恒量) 该恒量C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,3两种等温变化图像的比较,4.应用玻意耳定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件 (2)确定始、末状态及状态参量(p1、V1、p2、V2) (3)根据玻意耳定律列方程求解(注意统一单位),即时应用 (即时突破，小试牛刀) 2一定质量的气体在温度保持不变时，气体的压强增大到原来的4倍，则气体的体积变为原来的( ),在竖直放置的U形管内由密度为的两部分液体封闭着两段空气柱大气压强为p0，各部分尺寸如图215所示求A、B气体的压强 图215,课堂互动讲练,【精讲精析】 法一：平
8、衡法 选与气体接触的液柱为研究对象. 进行受力分析，利用平衡条件求解 求pA：取液柱h1为研究对象，设管横截面积为S，大气压力和液柱重力方向向下，A气体产生的压力方向向上，液柱h1静止，则p0Sgh1SpAS，pAp0gh1.,求pB：取液柱h2为研究对象，由于h2的下端以下液体的对称性，下端液体产生的压强可以不予考虑，A气体压强由液体传递后对h2的压力方向向上，B气体压力、液体h2重力方向向下，液柱受力平衡，则pBSgh2SpAS，得pBp0gh1gh2.,法二：取等压面法 根据同种液体在同一液面处压强相等，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求pB时从A气体下端选取等压面
9、，则有pBgh2pAp0gh1，所以pAp0gh1，pBp0g(h1h2) 【答案】 p0gh1 p0g(h1h2),【方法总结】 对于封闭气体压强的计算要分清是平衡状态还是加速状态，合理选取平衡方程还是牛顿第二定律方程求解,如图216所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法正确的是( ) 图216,A从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比 B一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的 C由图可知T1T2 D由图可知T1T2 【精讲精析】 由等温线的物理意义可知，A、B正确；对于一定质量的气体，温度越高，等温线的位置就越高，C错、D对 【答案】
10、ABD,(2011年济南高二检测)农村常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图217所示，A的容积为7.5 L，装入药液后，药液上方体积为1.5 L，关闭阀门K，用打气筒B每次打进105 Pa的空气250 cm3.求： 图217,(1)要使药液上方气体的压强为4105 Pa，打气筒活塞应打几次？ (2)当A中有4105 Pa 的空气后，打开阀门K可喷射药液，直到不能喷射时，喷雾器剩余多少体积的药液？ 【思路点拨】 以被打入的所有气体和喷雾器内的原有气体整体为研究对象,打入的过程是等温压缩，喷雾过程是等温膨胀，根据两过程中气体的初、末状态列方程求解,【答案】 (1)18 (2)1.5 L,变式训练 粗细均匀的玻璃管，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p01.0105 Pa，g取10 m/s2),答案：2 m,知能优化训练,本部分内容讲解结束,点此进入课件目录,按ESC键退出全屏播放,谢谢使用,
