人教版高中物理選擇性必修第三冊第二章素養(yǎng)提升課理想氣體狀態(tài)方程和氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用課件

素養(yǎng)提升課理想氣體狀態(tài)方程和氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用第二章

氣體、固體和液體學(xué)習(xí)任務(wù)1．理解p-V、V-T、p-T圖像的特點(diǎn)及意義。2．會(huì)用氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程分析圖像問題和液柱移動(dòng)問題。3．會(huì)用氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程分析變質(zhì)量問題。探究重構(gòu)·關(guān)鍵能力達(dá)成探究1

理想氣體的圖像問題一定質(zhì)量的理想氣體的各種圖像名稱圖像特點(diǎn)其他圖像等溫線p-V圖像pV＝CT(C為常量)，即pV之積越大的等溫線對應(yīng)的溫度越高，離原點(diǎn)越遠(yuǎn)名稱圖像特點(diǎn)其他圖像等溫線名稱圖像特點(diǎn)其他圖像等容線p-T圖像名稱圖像特點(diǎn)其他圖像等壓線V-T圖像

【典例1】

(2023·遼寧卷)“空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實(shí)現(xiàn)儲能的裝置，可在用電低谷時(shí)儲存能量、用電高峰時(shí)釋放能量?！翱諝獬潆妼殹蹦硞€(gè)工作過程中，一定質(zhì)量理想氣體的p-T圖像如圖所示。該過程對應(yīng)的p-V圖像可能是(

)√A

BC

DB

[

]規(guī)律方法

圖像轉(zhuǎn)換問題的分析方法(1)知道圖線上的一個(gè)點(diǎn)表示的是一定質(zhì)量氣體的一個(gè)平衡狀態(tài)，知道其狀態(tài)參量：p、V、T。(2)知道圖線上的某一線段表示的是一定質(zhì)量的氣體由一個(gè)平衡狀態(tài)(p、V、T)轉(zhuǎn)化到另一個(gè)平衡狀態(tài)(p′、V′、T′)的過程，并能判斷出該過程是否是等溫過程、等容過程或等壓過程。(3)從圖像中的某一點(diǎn)(平衡狀態(tài))的狀態(tài)參量開始，根據(jù)不同的變化過程，先用相對應(yīng)的規(guī)律計(jì)算出下一點(diǎn)(平衡狀態(tài))的狀態(tài)參量，再逐一分析計(jì)算出各點(diǎn)的p、V、T。[針對訓(xùn)練]1．一定質(zhì)量的理想氣體，其狀態(tài)變化過程為p-V圖像中的A→B→C→A，如圖所示。則對應(yīng)過程的V-T圖像或p-T圖像可能正確的是(

)A

BC

D√

【典例2】

(多選)如圖所示，四個(gè)兩端封閉、粗細(xì)均勻的玻璃管內(nèi)的空氣被一段水銀柱隔開，按圖中標(biāo)明的條件，當(dāng)玻璃管水平放置時(shí)，水銀柱處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果管內(nèi)兩端的空氣都升高相同的溫度，則水銀柱向左移動(dòng)的是(

)√A．Va<Vb，Ta<Tb

B．Va>Vb，Ta＝TbC．Va＝Vb，Ta>Tb

D．Va<Vb，Ta>Tb√

[針對訓(xùn)練]2．如圖所示，相同的兩支兩端開口的直玻璃管A和B，豎直插入同一水銀槽中，各用一段水銀柱封閉著一定質(zhì)量、同溫度的空氣，空氣柱長度H1>H2，水銀柱長度h1>h2，使封閉氣柱降低相同的溫度(大氣壓保持不變)，則兩管中氣柱上方水銀柱的移動(dòng)情況是(

)A．均向下移動(dòng)，A管移動(dòng)較多B．均向上移動(dòng)，A管移動(dòng)較多C．A管向上移動(dòng)，B管向下移動(dòng)D．無法判斷√

探究3

氣體狀態(tài)變化的變質(zhì)量問題氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程的研究對象必須是質(zhì)量不變的氣體，但是在氣體的充氣、抽氣、分裝等問題中，容器內(nèi)的氣體質(zhì)量發(fā)生了改變，因此對于這類問題的正確處理方法是：通過巧妙地選擇合適的研究對象，使這類問題轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量的氣體問題，再結(jié)合氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程處理?！镜淅?】

(2023·全國甲卷)一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個(gè)大氣壓，溫度為17℃，密度為1.46kg/m3。(1)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變，求氣體溫度升至27℃時(shí)艙內(nèi)氣體的密度。(2)保持溫度27℃不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至1.0個(gè)大氣壓，求此時(shí)艙內(nèi)氣體的密度。

[答案]

(1)1.41kg/m3

(2)1.18kg/m3[針對訓(xùn)練]3．自行車是一種綠色出行工具。某自行車輪胎正常騎行時(shí)其氣壓p范圍為2p0≤p≤3p0，p0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。一同學(xué)測得車胎氣壓為1.5p0，隨后用如圖所示的打氣筒給車胎打氣，每打一次都把體積為V0、壓強(qiáng)為p0的氣體打入輪胎內(nèi)。已知車胎體積為10V0，忽略打氣過程車胎體積和其內(nèi)氣體溫度的變化，求：(1)為使自行車能正常騎行，給自行車打氣的次數(shù)x