1.5 气体实验定律 课件 高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第三册.pptxVIP

第五节气体实验定律

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第一章分子动理论与气体实验定律

高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

1.知道玻意耳定律、查理定律、盖—吕萨克定律的内容、表达式及适用条件。

2.能用图像描述气体的等温变化、等容变化和等压变化。

3.知道什么是理想气体，并掌握理想气体的特点。

4.熟练应用气体实验定律解决实际问题。

如图所示，在一个恒温池中，一串串气泡由池底慢慢升到水面，有趣的是气泡在上升过程中，体积逐渐变大，到水面时就会破裂。请问

(1)上升过程中，气泡内气体的压强如何改变？

(2)气泡在上升过程中体积为何会变大？

(3)为什么到达水面会破？

提示：(1)压强变小。

(2)气体的体积增大。

(3)内外压强不相等，气泡内压强大于外部压强。

新课讲解

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气体压强的产生:

大量气体分子对容器壁的频繁撞击，就会对容器壁产生一个稳定的压力，从而产生了压强。由于分子运动的无规则，分子向各方向运动的概率是相同的，对每个器壁的撞击机会也就相同，因此气体内部压强处处相等。

影响气体压强的因素:

温度越高，单位体积内的分子数越多，气体的压强越大。

温度T

体积V

压强P

存在怎样的关系呢？

描述一定质量的气体的三个物理量

控制变量

探究关系

一、玻意耳定律(等温变化)

由实验数据做出P—1/V图像

大量实验证明：一定质量的气体，在保持温度不变的条件下，压强与体积成反比。

英国科学家玻意耳和法国科学空马略特先后独立实验发现，所以称玻意耳定律，也称玻意尔－马略特定律

微观解释？

PV＝常数

P1V1＝P2V2

或

等温线

在平面直角坐标系中，横轴表示气体的体积V，纵轴表示气体的压强p。在温度不变的情况下，p与V的函数图像是双曲线的一支。这种表示等温过程的图线称为气体的等温线。一定质量的气体，在不同温度下，等温线的位置也不相同。

物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态。同一条等温线上的各点温度相同，即p与V乘积相同。

1659年，英国物理学家、化学家玻意耳（图1-25)利用胡克研制的真空泵对空气的性质进行研究。1662年，他出版了《关于空气的弹力和重量学说的答辩》一书。书中不但阐述了温度恒定时气体的压强与体积成反比的规律，还描述了另一个实验，表明空气在加热时压强会增大。1676年，法国物理学家马略特也独立得出结论，在表述上比玻意耳的表述更完整，数据也更令人信服。因此，这一定律也被称为玻意耳－马略特定律。

二、查理定律(等容变化)

高压锅内的食物易熟

一定质量的气体，保持体积不变时，压强与温度有什么关系？

大量实验证明：一定质量的气体，在保持体积不变的条件下，压强与热力学温度成正比。

或

微观解释？

式中P1、T1和P2、T2表示气体两个不同状态下的压强和热力学温度（T＝t+273K）。

法国科学家查理通过实验发现的这个规律，所以称为查理定律。

等容线

1、查理定律的微观解释

从微观角度看，一定质量的气体，在体积保持不变时，单位体积内的分子数保持不变。当温度升高时，分子平均动能增大，气体的压强也就增大；当温度降低时，分子平均动能减小，气体的压强也就减小。

2、查理定律的推论

表示一定质量的某种气体从初状态(p、T)开始发生等容变化，其压强的变化量Δp与温度的变化量ΔT成正比。

三、盖－吕萨克定律(等压变化)

一定质量的气体，保持压强不变时，体积与温度有什么关系？

大量实验证明：一定质量的气体，在保持压强不变的条件下，体积与热力学温度成正比。

法国科学家盖－吕萨克通过实验发现的这个规律，所以称为盖－吕萨克定律。

或

微观解释？

式中V1、T1和V2、T2表示气体两个不同状态下的体积和热力学温度（T＝t+273K）。

1、盖－吕萨克定律的微观解释

从微观角度看，对于一定质量的气体，当温度升高时，分子平均动能增大，为了保持压强不变，单位体积的分子数相应减少，气体的体积必然相应增大。反之，当气体的温度降低时，气体的体积必然减少。

2、盖－吕萨克定律的推论

三个气体实验定律，都是在压强不太大、温度不太低的情况下总结出来的。

因为压强如果太大、温度如果太低，气体会液化，甚至变成固体。

气体实验定律的适用条件

四、理想气体

物理学中把严格遵循以上三个实验定律的气体称为理想气体。

理想气体的分子大小与分子间的距离相比可忽略不计；除了碰撞外，分子间的相互作用可忽略不计。

理想气体的分子势能可忽略不计，其内能只是所有分子热运动动能总和。

一定质量理想气体的内能只与气体的温度有关，而与气体的体