【教案】粤教版高中物理选修（3-3）2.8《气体实验定律（Ⅱ）》导学案.docxVIP

学案8　气体实验定律 (Ⅱ)[目标定位]1.知道什么是等容变化，知道查理定律的内容和公式.2.知道什么是等压变化，知道盖·吕萨克定律的内容和公式.3.了解等容变化的p－T图线和等压变化的V－T图线及其物理意义.4.会用分子动理论和统计观点解释气体实验定律．一、查理定律[问题设计]打足气的自行车在烈日下曝晒，常常会爆胎，原因是什么？答案　车胎在烈日下曝晒，胎内的气体温度升高，气体的压强增大，把车胎胀破．[要点提炼]1．等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化．2．查理定律(1)内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比(填“正比”或“反比”)．(2)表达式：p＝CT或＝.(3)适用条件：气体的质量和体积不变．3．等容线：p－T图象和p－t图象分别如图1甲、乙所示．图14．从图1可以看出：p－T图象(或p－t图象)为一次函数图象，由此我们可以得出一个重要推论：一定质量的气体，从初状态(p、T)开始发生等容变化，其压强的变化量Δp与热力学温度的变化量ΔT之间的关系为：＝.[延伸思考]　图1中斜率的不同能够说明什么问题？答案　斜率与体积成反比，斜率越大，体积越小．二、盖·吕萨克定律1．等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化叫做等压变化．2．盖·吕萨克定律(1)内容：一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成正比．(2)表达式：V＝CT或＝.(3)适用条件：气体的质量和压强不变．3．等压线：V－T图象和V－t图象分别如图2甲、乙所示．图24．从图2可以看出：V－T图象(或V－t图象)为一次函数图象，由此我们可以得出一个重要推论：一定质量的气体从初状态(V、T)开始发生等压变化，其体积的变化量ΔV与热力学温度的变化量ΔT之间的关系为＝.[延伸思考]　图2中斜率的不同能够说明什么问题？答案　斜率与压强成反比，斜率越大，压强越小．三、对气体实验定律的微观解释[问题设计]如何从微观角度来解释气体实验定律？答案　从决定气体压强的微观因素上来解释，即气体分子的平均动能和气体分子的密集程度．[要点提炼]1．玻意耳定律的微观解释一定质量的某种理想气体，温度不变，分子的平均动能不变．体积减小，分子的密集程度增大，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多，气体的压强增大．2．查理定律的微观解释一定质量的某种理想气体，体积不变，则分子的密集程度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大．3．盖·吕萨克定律的微观解释一定质量的某种理想气体，温度升高，分子的平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需使影响压强的另一个因素分子的密集程度减小，所以气体的体积增大．一、查理定律的应用例1　气体温度计结构如图3所示．玻璃测温泡A内充有气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连．开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1＝14cm，后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h2＝44cm.求恒温槽的温度(已知外界大气压为1个标准大气压，1个标准大气压等于76cmHg)．图3解析　设恒温槽的温度为T2，由题意知T1＝273KA内气体发生等容变化，根据查理定律得＝①p1＝p0＋ph1②p2＝p0＋ph2③联立①②③式，代入数据得T2＝364K(或91℃)．答案　364K(或91℃)二、盖·吕萨克定律的应用例2　如图4所示，一端开口的钢制圆筒，在开口端上面放一活塞，活塞与筒壁间的摩擦及活塞的重力不计，现将其开口端向下，竖直缓慢地放入7℃的水中，在筒底与水面相平时，恰好静止在水中，这时筒内气柱长为14cm，当水温升高到27℃时，钢筒露出水面的高度为多少？(筒的厚度不计)图4答案　1cm解析　设钢筒露出水面的高度为h，圆筒的横截面积为S.当t1＝7 ℃时，V1＝14S，当t2＝27 ℃时，V2＝(14＋h)S，由等压变化规律＝，得＝，解得h＝1 cm，即钢筒露出水面的高度为1 cm.三、p－T图象与V－T图象的应用例3　图5甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象，已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa.　图5(1)根据图象提供的信息，计算图中TA的值．(2)请在图乙坐标系中，作出气体由状态A经状态B变为状态C的p－T图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C，如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程．解析　(1)根据盖·吕萨克定律可得＝所以TA＝TB＝×300K＝200K.(2)根据查理定律得＝pC＝pB＝pB＝pB＝×1.5×105Pa＝2.0×105Pa则可画出由状态A→B→C的p－T图象如图所示．答案　(1)200K　(2)见解析图四、