選修3-3_氣體專題復習

1、選修3-3 氣體 專題復習 目標解讀：目標解讀： 知道氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量；會計算氣體的壓強。 l理解玻意耳定律；會研究一定質(zhì)量的氣體當溫度不變時 氣體的壓強跟體積的關(guān)系。 l理解查理定律及其公式。 l理解蓋呂薩克定律及其公式。 l知道理想氣體；理解理想氣體的狀態(tài)方程；（理想氣體 狀態(tài)方程的應用，只限于每一容器內(nèi)氣體體積質(zhì)量不變 的情況，且計算不過于復雜） l知道p-V 、p-T圖像、V-T圖像；以及簡單的p-V、 p-T、 V-T圖像的轉(zhuǎn)換。 重點與難點重點與難點 本章研究氣體變化規(guī)律，首先通過實驗研究了 一定質(zhì)量的氣體在等溫、等容和等壓條件下發(fā) 生狀態(tài)變化所遵循的三個實驗定律，推導出理 想

2、氣體狀態(tài)方程。 本章中氣體狀態(tài)參量、氣體實驗定律、理想氣 體狀態(tài)方程、氣體的圖像是重點，氣體壓強的 計算、理想氣體狀態(tài)方程的運用是難點。 知識網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖 氣體 氣體的狀態(tài)參量 氣體的實驗定律 理想氣體和理想氣體狀態(tài)方程 壓強 溫度 體積 玻意耳定律 查理定律 蓋呂薩克定律 氣體的狀態(tài)參量 1、體積、體積 氣體分子所能達到的空間 單位m3、L、ml 裝氣體容器的容積 2 2、溫度、溫度 物體的冷熱程度 單位 攝氏度（0c） 攝氏溫度 熱力學溫度 單位開爾文（開爾文（K） 是分子平均動能的標志 攝氏溫度與熱力學溫度的關(guān)系： 絕對零度：-273.15 0c=0K T=273+tT=273+t 溫度的

3、變化量相同 ： tT 變化1K等于變化10c 3 3、壓強、壓強 產(chǎn)生原因：大量氣體分子對器壁頻繁碰撞，對器壁產(chǎn) 生一個持續(xù)的壓力而形成。 單位 在國際單位制中壓強的單位為帕斯卡，國際符 號為Pa gh S F p 常用單位有：標準大氣壓 （atm）、cmHg等 1atm=1.01105Pa=76cmHg;1Pa=1N/m2 均勻圓柱體的密度 為液體的密度或 A、汞柱型氣體壓強計算：對汞柱受力分析、汞柱型氣體壓強計算：對汞柱受力分析 設大氣壓強為p0，汞 柱高為h求封閉氣體壓 強P(單位：cmHg)。 hpp 01 hpp 02 sin 03 hpp 1 2 3 4 h1 h2 A B 5 h

4、 7 h 8 6 sin 04 hpp 20 hppB 2101 hhphpp BA 06 pp hpp 07 hpp 08 B、活塞型氣體壓強計算：對活塞或氣缸受力分析、活塞型氣體壓強計算：對活塞或氣缸受力分析 設大氣壓強為p0，活塞質(zhì)量 為m、橫截面積為s，氣缸質(zhì) 量為M，求封閉氣體的壓強 P(單位：Pa)。1 s mg pp 01 2 3 4 02 pp s Mg pp 03 s mg pp 04 s mg pp 0 三、封閉氣體壓強的計算方法 1求解思路：選取與氣體接觸的液柱(或活塞、 氣缸)為研究對象，進行受力分析；再根據(jù)運 動狀態(tài)列出相應的平衡方程或運用牛頓第二定 律列式，從而求出

5、壓強 2氣體壓強的計算常要用到以下知識 (1)若液面與外界大氣相接觸，液面下h深處的 壓強pp0gh，h為豎直深度 (2)與外界相通時，容器內(nèi)的壓強等于外界大 氣壓；用細管相連通的兩容器，平衡時兩邊 氣體的壓強相等 (3)連通器原理：在連通器中，同一種液體(中 間不間斷)的同一水平面上壓強相等 (4)帕斯卡定律：加在密閉、靜止液體(或 氣體)上的壓強， 能夠大小不變地由液體 (或氣體)向各個方向傳遞 氣體的實驗定律 1、蓋蓋呂薩克定律呂薩克定律 一定質(zhì)量的氣體，在一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變壓強不變的條件下，溫度每的條件下，溫度每 升高升高（或（或降低降低）一攝氏度一攝氏度，增大增大（或（或減小

6、減?。┑捏w）的體 積是它在積是它在零攝氏度零攝氏度時體積的時體積的 273 1 內(nèi)容： 一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變的條件下，氣體一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變的條件下，氣體 的體積與的體積與熱力學溫度熱力學溫度成成正比正比。 公式： ) 273 1 ( 0 t VVt 2 1 2 1 T T V V （ 表示00c時氣體的體積） 0 V m V 2 1 1 2 2 1 T T m m 密度與熱力學溫度 成反比（等壓）。 1 1 2 2 V T T V 1 1 12 V T T VVV 等壓 圖象： T V 0 -273-273t0 P0 V t0 P0 物理意義：物理意義： 1、V-t圖象過-27

7、30c，與縱坐標的交 點為0攝氏度時的氣體體積。 3、V-T圖象過原點的一條直線，同 一氣體比較，斜率大的壓強小。 2、同一氣體的兩條等壓且： 。 紅黑 pp 注意：線條尾端要虛線 2、查理定律查理定律: : 內(nèi)容： 一定質(zhì)量的氣體，在一定質(zhì)量的氣體，在體積不變體積不變的條件下，溫度每的條件下，溫度每 升高升高（或（或降低降低）一一攝氏攝氏度度，增大增大（或（或減小減?。┑膲海┑膲?強是它在強是它在零攝氏度零攝氏度時體積的時體積的 273 1 一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的條件下，氣體一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的條件下，氣體 的壓強與的壓強與熱力學溫度熱力學溫度成成正比正比。 公式： ) 273

8、 1 ( 0 t ppt （ 表示00c時氣體的體積） 0 p 2 1 2 1 T T p p 1 1 2 2 p T T p 1 1 12 p T T ppp 等容 T p 0 P t0-273 P0 物理意義：物理意義： 1、p-t圖象過-2730c，與縱坐標的交 點為0攝氏度時的氣體體積。 2、同一氣體的兩條等容線且： 。 紅黑 VV 3、p-T圖象過原點的一條直線，同 一氣體比較，斜率大的體積小。 注意：線條尾端要虛線 3、等溫變化等溫變化 實驗實驗: : g S mM pp 4 01 1 1 注射器讀數(shù)V S MgF pp 02 2 2 注射器讀數(shù)V 注射器活塞質(zhì)量為M， 橫截面積為

9、S，鉤碼的 質(zhì)量均為m，大氣壓強 為P0。 彈簧秤 示數(shù)為 F 注注 意意 1、整個實驗過 程中必須保證質(zhì) 量不變，即不能 漏氣：（橡皮帽、橡皮帽、 活塞活塞） 2、整個實驗過程中必 須保證溫度不變DIS實驗中用壓強探頭直接讀出實驗中若偏差較大，則考慮實驗中若偏差較大，則考慮T T和氣體和氣體M M 4、玻意耳定律玻意耳定律 : : 內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下， 它的壓強跟體積的乘積是不變的 公式： 2211 VpVp m V 2 2 1 1 m p m p 2 1 2 1 p p 密度與壓強成正比（等溫、質(zhì)量一定）。 V P 0 P-V圖象為雙曲線，同一氣體的兩條等溫線比較，

10、雙曲線頂點離坐標原點遠的溫度高 。 黑紅 TT V V p p 1 1 等溫 注意：雙曲線不能與坐標軸相 交，只能無限靠近。 定律 過 程 同一氣體的兩條圖線圖線的特點 玻意 耳定 律 等 溫 過 程 在PV圖中是雙曲線，離坐標軸越 遠，溫度越高，即T2T1 在P-lV圖中是過坐標原點的直線 ，直線斜率越大，溫度越高，即T2T1 查理 定律 等 容 過 程 在P-t圖中是通過t軸的-273直線由 于在同一溫度下同一氣體的體積大時 壓強小，所以V1V2 在PT圖是過原點的直線所以體積 大時壓強小 蓋 呂 薩克 定律 等 壓 過 程 在Vt圖中是過t軸的-273的直線， 由同一氣體在同一溫度下體積

11、大時壓 強小，故P1P2 在V-T圖中是過原點的直線，壓強大 時圖線的斜率小 1、如圖77所示，兩端開口的玻璃管中，上方有一段水銀柱，下 端插入水銀槽中很深，今把管略微向上提，氣柱H 的高度將 ； 如果玻璃管上端封口，則H 的高度將 A、變大 B、變小 C、不變 D、無法確定 例題與練習 2如圖78所示，兩端開口的玻璃管，右邊玻璃管內(nèi)有一部分 空氣被水銀柱與外界隔離，若再向左邊玻璃管中注入一些水銀， 平衡后，則（ ） A玻璃管下部兩邊水銀柱高度差增大 B玻璃管右側(cè)內(nèi)部被封空氣柱的體積減小 C玻璃管右側(cè)內(nèi)部被封空氣柱的壓強增大 D以上說法都不對 c A D 不變不變 不變不變 3在靜止時，豎直的

12、上端封閉下端開口的試管內(nèi)有一段 水銀柱封閉住一段空氣柱，若試管向下自由下落，水銀柱 相對于試管將會（ ） A、上升 B、稍下降 C、維持原狀 D、完全排出管外 A 4、設在溫度為T1時教室內(nèi)空氣的密度為0教室的容積為V0， 求氣溫從T1上升到T2時，教室空氣的質(zhì)量減少多少？（設大 氣壓不變） 解析：因為大氣壓強不變，所以在升溫過程中氣體作等壓變化： 2 1 0 2 T T 0 1 12 02 T TT 00 1 12 0 V T TT Vm 理想氣體和理想氣體狀態(tài)方程理想氣體和理想氣體狀態(tài)方程 1. 理想氣體：宏觀上，嚴格遵從氣體實驗三定律的氣體。 微觀上，分子沒有大小，分子與分子除了碰撞時的

13、作用力 外沒有其它的相互作用力，分子與分子、分子與氣壁之間 的碰撞都是彈性碰撞。這樣的氣體稱為理想氣體。 2看作理想氣體的條件：常溫、常壓下任何氣體都可看 作理想氣體即在溫度不太低，壓強不太大的情況下，實 際氣體均滿足氣體實驗三定律 3 3理想氣體方程理想氣體方程 恒量 2 22 1 11 T Vp T Vp m V 22 2 11 1 V p V p （質(zhì)量一定） （質(zhì)量可以變化） 例題與練習 5、證明理想氣體狀態(tài)方程： 2 22 1 11 T Vp T Vp 證明： P1,V1,T1 圖1 P3,V3,T3 圖2 P2,V2,T2 圖3 引入如圖2所示的中間狀態(tài)：且T1=T3 等溫 331

14、1 VpVp 狀態(tài)2狀態(tài)3：且P3=P2,則 2 2 3 3 T V T V 3 11 3 p Vp V （1） 2 32 3 T TV V （2） 由（由（1）、（）、（2）得）得 2 22 1 11 T Vp T Vp 6、一定質(zhì)量的理想氣體的Pt圖像，如圖745所示， 氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體體積的變化情 況是（ ） A、一定不變 B一定減小 C、一定增加 D、不能判定如何變化 7一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖 753所示的一系列 過程，ab、bc、cd 和da這四個過程在PT圖上都是直 線段，其中ab的延長線通過原點 O，bc垂直于ab，而 cd平行于ab，由圖可判斷（ ）

15、A、ab過程中氣體體積不斷減小 B、bc過程中氣體體積不斷減小 C、cd過程中氣體體積不斷增大 D、da過程中氣體體積不斷增大 C C B、C、D 8某同學用帶有刻度的注射器做“驗證玻意耳定律” 的實驗溫度計表明在整個實驗過程中都是等溫 的他根據(jù)實驗數(shù)據(jù)結(jié)出了P1V的關(guān)系圖線EF，從 圖756中的圖線可以得到（ ） A如果實驗是從E狀態(tài)到F狀態(tài)，則表明外界有空氣進 人注射器 B如果實驗是從E狀態(tài)到F狀態(tài)則表明注射器內(nèi)有部 分空氣漏了出來 C如果實驗是從F狀態(tài)到E狀態(tài)，則表明注射器內(nèi)有部 分空氣漏了出來 D如果實驗是從F狀態(tài)到E狀態(tài)，則表明外界有空氣進 人注射器 A、C 9 9、如圖、如圖7-227-22所示，一個粗細均勻、兩端封閉的所示，一個粗細均勻、兩端封閉的