人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第二章 气体、固体和液体 3.气体的等压变化和等容变化.ppt

(2)当时外界的大气压强为p0=p2-6.0×104Pa=2.4×104Pa。本课结束(2)设C、D两管水银面高度差h和温度t皆不带单位,则A泡中气体压强为p=(76+h)cmHgT=(273+t)K规律方法利用查理定律解题的一般步骤(1)确定研究对象,即被封闭的气体。(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合实验定律成立的条件,即是不是质量和体积保持不变。(3)确定初、末两个状态的温度、压强。(4)按查理定律公式列式求解,并对结果进行讨论。变式训练2(2020上海奉贤区二模)如图所示,两端封闭的玻璃管中间有一段水银柱,经适当倾斜,使上、下两部分气体的体积恰好相等。保持管的倾角不变,管内气体的温度始终与环境温度相同。若某时发现上部气体体积已变大且重新稳定,说明()A.环境温度已升高B.环境温度已降低C.上部气体压强增大,下部气体压强减小D.上部气体压强减小,下部气体压强增大答案B因下部气体的压强大于上部气体的压强,温度相同,则得下部气体压强变化量大于上部的压强变化量,则若温度降低压强都减小,下部降得多,则水银柱会向下移动,若升温则下部气体压强增加得多,水银柱向上移动。据此可知本题中温度降低,下部气体的压强变化量大于上部气体压强的变化量,水银柱向下移动,故A错误,B正确;由以上分析可知,由于温度降低,两部分气体压强均减小,故C、D错误。探究三理想气体的状态方程情境探究液态的氮气是惰性的,无色,无臭,无腐蚀性,不可燃,温度极低。氮构成了大气的大部分(体积比78.03%,重力比75.5%)。氮不活泼,不支持燃烧,汽化时大量吸热。在常压下,液氮温度为-196℃。(1)常温常压下氮气能不能看作理想气体?(2)对于一定质量的理想气体,压强、温度、体积之间的关系是什么?(3)能不能根据理想气体状态方程推导出查理定律?要点提示(1)常温常压下氮气可以认为是理想气体。(2)一定质量的理想气体,压强、温度、体积之间的关系是=C。(3)查理定律是一定质量的气体在体积不变的情况下,压强和温度的关系,根据理想气体状态方程,体积不变,压强和热力学温度成正比。知识归纳1.理想气体(1)含义为了研究方便,可以设想一种气体,在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律。(2)特点①严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。②理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计,分子可视为质点。③理想气体分子除碰撞外,无相互作用的引力和斥力,故无分子势能。④理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和,一定质量的理想气体内能只与温度有关。2.理想气体的状态方程实例引导例3(2020安徽马鞍山二模)如图所示,在两端封闭、导热良好、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气,U形管两端竖直朝上,环境温度为240K时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=24cm和l2=16cm,左边气体的压强为20cmHg。现改变环境温度,使左侧竖直管内水银液面下降1cm(左侧竖直管内仍有水银),求此时的环境温度。答案375K解析对于左侧气体:初状态:p1=20cmHg,l1=24cm,T=240K末状态:l1=l1+Δh,p1未知其中Δh=1cm对于右侧气体:初状态:p2=12cmHg,l2=16cm,T=240K末状态:p2=p1-10cmHg,l2=l2-Δh,T待求联立可得T=375K。规律方法应用理想气体状态方程解决问题的基本思路注意:(1)理想气体是不存在的,它是实际气体在一定程度的近似。“理想气体”如同力学中的“质点”“弹簧振子”一样,是一种理想化物理模型。(2)在涉及气体的内能、分子势能问题时要特别注意是否为理想气体,在涉及气体的状态参量关系时往往将实际气体当作理想气体处理,但这时往往关注的是是否满足质量一定。变式训练3(2020福建厦门一模)内径均匀的L形直角细玻璃管,一端封闭,一端开口竖直向上,用水银柱将一定质量的空气封存在封闭端内,空气柱长68cm,水银柱高58cm,水平管中的水银长2cm,温度是27℃,大气压强为76cmHg,求:(1)空气柱的压强p1;(2)要使水平的水银全部挤压到左端竖直管上,温度至少要升到多少摄氏度?(不考虑水银和玻璃管的热胀冷缩现象,结果保留到整数)答案(1)134cmHg(2)40℃解析(1)由题意可知,封闭气体的压强:p1=p0+ρgh=(76+58)cmHg=134cmHg;(2)气体初状态的状态参量:p1=134cmHg,V1=68S,T1=(273+27)K=300K,气体末状态的状