【教案】粤教版高中物理选修（3-3）2.6《气体状态参量》导学案.docxVIP

学案6　气体状态参量[目标定位]1.知道描述气体的三个状态参量：体积、温度和压强.2.理解热力学温标和摄氏温标的区别与联系.3.能用分子动理论和统计观点解释气体的压强．一、两种温标的关系1．摄氏温标：一种常用的表示温度的方法．摄氏温标表示的温度称为摄氏温度，用符号t表示，单位是摄氏度，符号是℃，规定标准大气压下冰水混合物的温度是0℃，水的沸点是100℃.2．热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法．热力学温标表示的温度叫热力学温度，用符号T表示，单位是开尔文，符号为K.3．热力学温度与摄氏温度的关系：①T＝t＋273.15K，粗略表示：T＝t＋273K；②ΔT＝Δt.说明：热力学温度的零度叫绝对零度，即－273.15°C，它是低温的极限，可以无限接近但不能达到．二、压强的微观意义[问题设计]气体压强是否与固体和液体的压强一样，也是由气体的重力产生的呢？答案　不是．[要点提炼]1．气体的压强：气体作用在器壁单位面积上的压力．2．气体压强的微观决定因素是气体分子的平均动能和分子的密集程度．(1)密集程度一定时，分子的平均动能越大，分子碰撞器壁时对器壁产生的作用力就越大，气体的压强也就越大．(2)分子平均动能一定时，气体分子越密集，每秒撞击器壁单位面积的分子数就越多，气体压强就越大．3．气体压强的宏观决定因素是温度和体积．三、封闭气体压强的计算1．取等压面法根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等列方程求气体压强．例如，图1中同一液面A、C、D处压强相等，则pA＝p0＋ph.图12．力平衡法对于平衡态下用液柱、活塞、气缸等封闭的气体压强，可对液柱、活塞、气缸等进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强．[延伸思考]　若容器处于加速运动状态时，又该如何计算封闭气体的压强呢？答案　当容器处于加速运动状态时，选与封闭气体接触的物体如液柱、气缸或活塞等为研究对象，由牛顿第二定律求出封闭气体的压强．一、两种温标的关系例1　关于热力学温标和摄氏温标，下列说法正确的是(　　)A．热力学温标中的每1K与摄氏温标中的每1°C大小相等B．摄氏温度升高1°C等于热力学温度升高274.15KC．热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1°CD．某物体的摄氏温度为10°C，即热力学温度为10K解析　热力学温标和摄氏温标尽管是不同标准的计数方式，但仅是起点不同，热力学温标中变化1K与摄氏温标中变化1°C是相同的，故选项A、C正确，B错误．摄氏温度为10°C的物体，其热力学温度为283.15K，选项D错误．答案　AC二、压强的微观意义例2　有关气体压强，下列说法正确的是 (　　)A．气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大B．气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大C．气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大D．气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小解析　气体的压强在微观上与两个因素有关：一是气体分子的平均动能，二是气体分子的密集程度，密集程度或平均动能增大，都只强调问题的一方面，也就是说，平均动能增大的同时，分子的密集程度可能减小，使得压强可能减小；同理，当分子的密集程度增大时，分子的平均动能也可能减小，气体的压强变化不能确定，故正确答案为D.答案　D三、封闭气体压强的计算例3　如图2所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M.通过弹簧吊在天花板上，气缸内封有一定质量的气体．缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，大气压强为p0.则封闭气体的压强为(　　)A．p＝p0＋mg/SB．p＝p0＋(M＋m)g/S图2C．p＝p0－Mg/SD．p＝mg/S解析　对气缸缸套进行受力分析，如图所示．由平衡条件可得：p0S＝Mg＋pS所以p＝p0－故C正确．答案　C例4　求图3中被封闭气体A的压强．其中(1)、(2)、(3)图中的玻璃管内都灌有水银，(4)图中的小玻璃管浸没在水中．大气压强p0＝76cmHg.(p0＝1.01×105Pa，g＝10m/s2，ρ水＝1×103 kg/m3)图3解析　(1)pA＝p0－ph＝76cmHg－10cmHg＝66cmHg(2)pA＝p0－ph′＝76cmHg－10sin30°cmHg＝71cmHg(3)pB＝p0＋ph2＝76cmHg＋10cmHg＝86cmHgpA＝pB－ph1＝86cmHg－5cmHg＝81cmHg(4)pA＝p0＋ρ水gh＝1.01×105Pa＋1×103×10×1.2Pa＝1.13×105Pa答案　(1)66cmHg　(2)71cmHg　(3)81cmHg(4)1.13×105Pa气体状态参量1．(描述气体的状态参量)描述气体的状态参量是指(　　)A．质量、温度、密度B．温度、体积、压强C．质量、压强、温度D．密度、压强、温度答案　B解析　描述气体的状态参量是指温度、压强和体积