高中物理 第2章 第六節(jié) 氣體狀態(tài)參量課件 粵教版選修33

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1、第六節(jié)氣體狀態(tài)參量第六節(jié)氣體狀態(tài)參量核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練知能優(yōu)化訓練知能優(yōu)化訓練第六節(jié)第六節(jié)課前自主學案課前自主學案課標定位課標定位課標定位課標定位學習目標：學習目標：1.知道氣體的溫度、體積、壓強是描知道氣體的溫度、體積、壓強是描述氣體狀態(tài)的狀態(tài)參量，理解描述狀態(tài)的三個參述氣體狀態(tài)的狀態(tài)參量，理解描述狀態(tài)的三個參量的意義量的意義2在知道溫度物理意義的基礎上，知道熱力學溫在知道溫度物理意義的基礎上，知道熱力學溫度及單位；知道熱力學溫度與攝氏溫度的關系，度及單位；知道熱力學溫度與攝氏溫度的關系，并會進行換算并會進行換算3知道氣體的體積及其單位，并理解氣體的壓強知道氣體

2、的體積及其單位，并理解氣體的壓強是怎樣產(chǎn)生的，能運用分子動理論進行解釋；知是怎樣產(chǎn)生的，能運用分子動理論進行解釋；知道氣體壓強的單位并能進行單位換算；會計算各道氣體壓強的單位并能進行單位換算；會計算各種情況下氣體的壓強種情況下氣體的壓強重點難點：重點難點：1.氣體壓強的概念及計算是本節(jié)的重氣體壓強的概念及計算是本節(jié)的重點點2分析、解決問題的能力及綜合應用所學知識解分析、解決問題的能力及綜合應用所學知識解決實際問題的能力決實際問題的能力課前自主學案課前自主學案一、體積一、體積1定義：氣體分子所能達到的定義：氣體分子所能達到的_，也就是，也就是氣體所充滿的容器的氣體所充滿的容器的_. 2單位：單位

3、：1 m3_ L_ mL.說明：氣體的體積等于容器的容積，不等于所有說明：氣體的體積等于容器的容積，不等于所有氣體分子的體積之和氣體分子的體積之和空間空間容積容積103106 二、溫度二、溫度1意義：溫度宏觀上表示物體的意義：溫度宏觀上表示物體的_，在，在微觀上表示微觀上表示_，是分子，是分子_的標志溫度高的物體，分子的的標志溫度高的物體，分子的_大，但大，但_不一定大不一定大2兩種溫標兩種溫標(1)攝氏溫標：規(guī)定攝氏溫標：規(guī)定1標準大氣壓下冰水共存的溫標準大氣壓下冰水共存的溫度為度為_、水的沸點為、水的沸點為_，在，在0 和和100 之間分成之間分成100等份，每一等份就是等份，每一等份就是

4、_，這種，這種表示溫度的方法就是表示溫度的方法就是_攝氏溫度用攝氏溫度用t表表示示冷熱程度冷熱程度分子熱運動的激烈程度分子熱運動的激烈程度平均動能平均動能平均動能平均動能平均速率平均速率01001攝氏溫標攝氏溫標(2)熱力學溫標：熱力學溫標是熱力學溫標：熱力學溫標是_創(chuàng)立創(chuàng)立的，把的，把273.15 作為熱力學溫標的零點作為熱力學溫標的零點(叫絕叫絕對零度對零度)，熱力學溫度用，熱力學溫度用T表示熱力學溫度與攝表示熱力學溫度與攝氏溫度的關系是氏溫度的關系是_(K)，可近似表，可近似表示為示為T_(K)3測量：用溫度計來測量測量：用溫度計來測量4理想氣體的熱力學溫度理想氣體的熱力學溫度T與分子的

5、平均動能與分子的平均動能成成_，即，即_(a為比例系數(shù)為比例系數(shù))開爾文開爾文Tt273.15t273 正比正比Ta三、壓強三、壓強1意義：大量意義：大量_頻繁地碰撞器壁，氣體作頻繁地碰撞器壁，氣體作用在器壁單位面積上的用在器壁單位面積上的_就是氣體的壓強就是氣體的壓強pF/S.2單位：國際單位制中的單位是單位：國際單位制中的單位是“_”，1 Pa1 N/m2，常用的單位還有：，常用的單位還有：_(atm)和和_(mmHg)，1 atm_Pa_ mmHg,1 atm相相當于當于_高水柱產(chǎn)生的壓強高水柱產(chǎn)生的壓強分子分子壓力壓力帕斯卡帕斯卡標準大氣壓標準大氣壓毫米汞柱毫米汞柱1.01310576

6、010m3 決 定 因 素 ： 氣 體 的 壓 強 與 氣 體 分 子 的 決 定 因 素 ： 氣 體 的 壓 強 與 氣 體 分 子 的_和分子的和分子的_有關有關說明：說明：在微觀上影響氣體壓強的因素是氣體分子在微觀上影響氣體壓強的因素是氣體分子的平均動能，而不是平均速率理想氣體的壓強的平均動能，而不是平均速率理想氣體的壓強與分子平均動能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)的乘積成與分子平均動能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)的乘積成正比，即正比，即p2n/3，其中，其中n是單位體積內(nèi)的分子是單位體積內(nèi)的分子數(shù)，數(shù)，是分子的平均動能是分子的平均動能平均動能平均動能密集程度密集程度思考感悟思考感悟夏日輪胎的氣壓最好比正

7、常氣壓值低夏日輪胎的氣壓最好比正常氣壓值低10%左左右在長時間高速行車時，應行駛一段路程后，右在長時間高速行車時，應行駛一段路程后，在陰涼處冷卻一下輪胎午間酷熱行車時，應適在陰涼處冷卻一下輪胎午間酷熱行車時，應適當降低車速此外，注意輪胎的承載能力，千萬當降低車速此外，注意輪胎的承載能力，千萬別超載你知道這是為什么嗎？別超載你知道這是為什么嗎？提示：提示：胎內(nèi)氣體的壓強會隨溫度的變化而變化胎內(nèi)氣體的壓強會隨溫度的變化而變化核心要點突破核心要點突破一、兩種溫標的比較一、兩種溫標的比較特別提醒：特別提醒：(1)熱力學溫度的零度叫絕對零度，即熱力學溫度的零度叫絕對零度，即273.15 ，它是低溫的極限

8、，可以無限接近但，它是低溫的極限，可以無限接近但不能達到不能達到(2)溫度計讀數(shù)時，視線應與水銀溫度計讀數(shù)時，視線應與水銀(酒精酒精)液面相平，液面相平，要放入被測系統(tǒng)中與系統(tǒng)達到熱平衡時再讀數(shù)，要放入被測系統(tǒng)中與系統(tǒng)達到熱平衡時再讀數(shù)，不要離開待測系統(tǒng)讀數(shù)不要離開待測系統(tǒng)讀數(shù)(體溫計因有特殊結(jié)構，體溫計因有特殊結(jié)構，可離開待測系統(tǒng)后讀數(shù)可離開待測系統(tǒng)后讀數(shù))即時應用即時應用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)1(雙選雙選)關于熱力學溫標的說法正確的是關于熱力學溫標的說法正確的是()A1 就是就是1 KB攝氏溫度改變攝氏溫度改變1 ，相應熱力學溫度改變，相應熱力學溫度改變1 K，兩者是等效

9、的兩者是等效的C熱力學溫度大于攝氏溫度熱力學溫度大于攝氏溫度D人體溫度人體溫度37 也可說成也可說成310.15 K解析：解析：選選BD.由由Tt273.15 K知，攝氏溫度改變知，攝氏溫度改變1 ，熱力學溫度就改變，熱力學溫度就改變1 K當人體溫度為當人體溫度為37 時，利用時，利用Tt273.15 K，得，得T310.15 K，故，故答案為答案為B、D.二、氣體壓強產(chǎn)生的原因及決定因素二、氣體壓強產(chǎn)生的原因及決定因素1產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因大量做無規(guī)則熱運動的分子對器壁頻繁、持續(xù)地大量做無規(guī)則熱運動的分子對器壁頻繁、持續(xù)地碰撞產(chǎn)生氣體的壓強單個分子碰撞器壁的沖力碰撞產(chǎn)生氣體的壓強單個分子碰撞器壁

10、的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力所以從分子動理論器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力所以從分子動理論的觀點看來，氣體的壓強就是大量氣體分子作用的觀點看來，氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力在器壁單位面積上的平均作用力2決定氣體壓強大小的因素決定氣體壓強大小的因素(1)微觀因素微觀因素氣體分子的密度：氣體分子密度氣體分子的密度：氣體分子密度(即單位體積內(nèi)即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目氣體分子的數(shù)目)大，在單位時間內(nèi)，與單位面積大，在單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多器壁碰撞的分子數(shù)就多氣體分子的平均

11、動能：氣體的溫度高，氣體分氣體分子的平均動能：氣體的溫度高，氣體分子的平均動能就大，每個氣體分子與器壁的碰撞子的平均動能就大，每個氣體分子與器壁的碰撞(可視作彈性碰撞可視作彈性碰撞)給器壁的沖力就大；從另一方給器壁的沖力就大；從另一方面講，分子的平均速率大，在單位時間里器壁受面講，分子的平均速率大，在單位時間里器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就多，累計沖力就大氣體分子撞擊的次數(shù)就多，累計沖力就大(2)宏觀因素宏觀因素與溫度有關：在體積不變的情況下，溫度越高，與溫度有關：在體積不變的情況下，溫度越高，氣體的平均動能就越大，氣體的壓強越大；氣體的平均動能就越大，氣體的壓強越大；與體積有關：在溫度不變的情況

12、下，體積越小，與體積有關：在溫度不變的情況下，體積越小，氣體分子的密度越大，氣體的壓強越大氣體分子的密度越大，氣體的壓強越大即時應用即時應用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)2(單選單選)(2011年廈門模擬年廈門模擬)下列說法正確的是下列說法正確的是()A氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子作用在氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力器壁單位面積上的平均作用力B氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子單位時間氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子單位時間作用在器壁上的平均作用力作用在器壁上的平均作用力C氣體分子熱運動的平均動能減小，氣體的壓氣體分子熱運動的平均動能減小，氣體的壓

13、強一定減小強一定減小D單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強一單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強一定增大定增大解析：解析：選選A.根據(jù)壓強的定義可知根據(jù)壓強的定義可知A正確，正確，B錯氣錯氣體分子熱運動的平均動能減小，說明溫度降低，體分子熱運動的平均動能減小，說明溫度降低，但不能說明壓強也一定減小，但不能說明壓強也一定減小，C錯單位體積的錯單位體積的氣體分子數(shù)增加時，若溫度降低，則氣體的壓強氣體分子數(shù)增加時，若溫度降低，則氣體的壓強有可能減小，有可能減小，D錯錯三、幾種常見情況的壓強計算三、幾種常見情況的壓強計算1在氣體流通的區(qū)域，各處壓強相等，如容器與在氣體流通的區(qū)域，各處壓強相等，如容器與

14、外界相通，容器內(nèi)外壓強相等；用細管相連的容外界相通，容器內(nèi)外壓強相等；用細管相連的容器，平衡時兩邊氣體壓強相等器，平衡時兩邊氣體壓強相等2液體內(nèi)深為液體內(nèi)深為h處的總壓強為處的總壓強為pp0gh，式，式中中p0為液面上方的大氣壓強在水銀內(nèi)，用為液面上方的大氣壓強在水銀內(nèi)，用cmHg作單位時可表示為作單位時可表示為pHh.3連通器內(nèi)靜止的液體，同種液體同一水平面上連通器內(nèi)靜止的液體，同種液體同一水平面上各處壓強相等各處壓強相等4參考液片法的一般思路參考液片法的一般思路(1)選取假想的一個液體薄片選取假想的一個液體薄片(其自重不計其自重不計)為研究為研究對象對象(2)分析液片兩側(cè)受力情況，建立力的

15、方程，消去分析液片兩側(cè)受力情況，建立力的方程，消去橫截面積，得到液片兩側(cè)的壓強平衡方程橫截面積，得到液片兩側(cè)的壓強平衡方程(3)解方程，求得氣體壓強解方程，求得氣體壓強5平衡條件法平衡條件法欲求用固體欲求用固體(如活塞等如活塞等)封閉在靜止容器內(nèi)的氣體封閉在靜止容器內(nèi)的氣體壓強，應對固體進行受力分析，然后根據(jù)平衡條壓強，應對固體進行受力分析，然后根據(jù)平衡條件求解件求解6當封閉氣體所在的系統(tǒng)處于力學非平衡的狀態(tài)當封閉氣體所在的系統(tǒng)處于力學非平衡的狀態(tài)時，欲求封閉氣體的壓強，首先選擇恰當?shù)膶ο髸r，欲求封閉氣體的壓強，首先選擇恰當?shù)膶ο?如與氣體相關聯(lián)的液柱、活塞等如與氣體相關聯(lián)的液柱、活塞等)，并

16、對其進行，并對其進行正確的受力分析正確的受力分析(特別注意內(nèi)、外氣體的壓力特別注意內(nèi)、外氣體的壓力)，然后根據(jù)牛頓第二定律列方程求解氣體壓強的然后根據(jù)牛頓第二定律列方程求解氣體壓強的確定要根據(jù)氣體所處的外部條件，往往需要利用確定要根據(jù)氣體所處的外部條件，往往需要利用跟氣體接觸的液柱和活塞等物體的受力情況和運跟氣體接觸的液柱和活塞等物體的受力情況和運動情況來計算動情況來計算課堂互動講練課堂互動講練熱力學溫度的含義熱力學溫度的含義 (雙選雙選)關于熱力學溫度，下列說法中正確的關于熱力學溫度，下列說法中正確的是是()A33 240 KB溫度每變化溫度每變化1 ，也就是溫度變化了，也就是溫度變化了1

17、KC攝氏溫度與熱力學溫度都可能取負值攝氏溫度與熱力學溫度都可能取負值D溫度由溫度由t 升至升至2t ，對應的熱力學溫度升高，對應的熱力學溫度升高了了t273(K)【精講精析精講精析】由熱力學溫度與攝氏溫度的關系：由熱力學溫度與攝氏溫度的關系：T273 Kt，可知：，可知：33 240 K，故，故A正確；正確；在表示溫差時，熱力學溫度與攝氏溫度在數(shù)值上在表示溫差時，熱力學溫度與攝氏溫度在數(shù)值上是相同的，故是相同的，故B正確；正確；D中初態(tài)熱力學溫度為中初態(tài)熱力學溫度為273 Kt，末態(tài)為，末態(tài)為273 K2t，溫度變化，溫度變化t(K)，故，故D錯；錯；因絕對零度達不到，故熱力學溫度不可能取負值

18、，因絕對零度達不到，故熱力學溫度不可能取負值，故故C錯錯【答案答案】AB【方法總結(jié)方法總結(jié)】熱力學溫標和攝氏溫標是溫度的熱力學溫標和攝氏溫標是溫度的兩種不同的表示方法，對同一溫度來說，用不同兩種不同的表示方法，對同一溫度來說，用不同的溫標表示數(shù)值不同，這是因為它們零值的選取的溫標表示數(shù)值不同，這是因為它們零值的選取不同，但兩種溫標表示的溫差一定相同不同，但兩種溫標表示的溫差一定相同從微觀角度分析狀態(tài)參量的變化從微觀角度分析狀態(tài)參量的變化 (單選單選)對于一定質(zhì)量的氣體，下列四個論述對于一定質(zhì)量的氣體，下列四個論述中正確的是中正確的是()A當分子熱運動變劇烈時，壓強必增大當分子熱運動變劇烈時，壓

19、強必增大B當分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變當分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變C當分子間平均距離變大時，壓強必變大當分子間平均距離變大時，壓強必變大D當分子間平均距離變大時，壓強必變小當分子間平均距離變大時，壓強必變小【精講精析精講精析】分子熱運動變劇烈，表明氣體溫分子熱運動變劇烈，表明氣體溫度升高，分子平均動能增大，但不知氣體的分子度升高，分子平均動能增大，但不知氣體的分子密度怎么變化，故壓強的變化趨勢不明確，密度怎么變化，故壓強的變化趨勢不明確，A錯，錯，B對分子的平均距離變大，表明氣體的分子密度對分子的平均距離變大，表明氣體的分子密度變小，但因不知此時分子的平均動能怎么變，故變小，但因不

20、知此時分子的平均動能怎么變，故氣體的壓強不知怎么變化，氣體的壓強不知怎么變化，C、D錯錯【答案答案】B【方法總結(jié)方法總結(jié)】氣體的壓強在微觀定義上是由分氣體的壓強在微觀定義上是由分子密度和平均動能共同決定的子密度和平均動能共同決定的如圖如圖261所示，一個壁厚可以不計、質(zhì)所示，一個壁厚可以不計、質(zhì)量為量為M的汽缸放在光滑的水平地面上，活塞的質(zhì)的汽缸放在光滑的水平地面上，活塞的質(zhì)量為量為m，面積為，面積為S，內(nèi)部封有一定質(zhì)量的氣體活，內(nèi)部封有一定質(zhì)量的氣體活塞不漏氣，摩擦不計，外界大氣壓強為塞不漏氣，摩擦不計，外界大氣壓強為p0，若在，若在活塞上加一水平向左的恒力活塞上加一水平向左的恒力F(不考慮

21、氣體溫度的不考慮氣體溫度的變化變化)，求汽缸和活塞以共同加速度運動時，缸內(nèi)，求汽缸和活塞以共同加速度運動時，缸內(nèi)氣體的壓強多大？氣體的壓強多大？氣體壓強的計算氣體壓強的計算圖圖261【思路點撥思路點撥】容器加速運動，選活塞為研究對容器加速運動，選活塞為研究對象，進行受力分析，然后由牛頓第二定律列方程，象，進行受力分析，然后由牛頓第二定律列方程，求出氣體的壓強求出氣體的壓強【方法總結(jié)方法總結(jié)】封閉氣體的壓強，不僅與氣體的封閉氣體的壓強，不僅與氣體的狀態(tài)變化有關，還與相關的水銀柱、活塞、汽缸狀態(tài)變化有關，還與相關的水銀柱、活塞、汽缸等物體的受力情況和運動狀態(tài)有關解決這類問等物體的受力情況和運動狀態(tài)

22、有關解決這類問題的關鍵是要明確研究對象，分析研究對象的受題的關鍵是要明確研究對象，分析研究對象的受力情況，再根據(jù)運動情況，列研究對象的平衡方力情況，再根據(jù)運動情況，列研究對象的平衡方程或牛頓第二定律方程，然后解方程，就可求得程或牛頓第二定律方程，然后解方程，就可求得封閉氣體的壓強封閉氣體的壓強變式訓練變式訓練(單選單選)圖圖262如圖如圖262所示，一個橫截面積為所示，一個橫截面積為S的圓筒形容的圓筒形容器豎直放置，金屬圓板上表面是水平的，下表面器豎直放置，金屬圓板上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面間的夾角為是傾斜的，下表面與水平面間的夾角為，圓板的，圓板的質(zhì)量為質(zhì)量為M，不計圓板與容器內(nèi)壁的摩擦，則被圓，不計圓板與容器內(nèi)壁的摩擦，則被圓板封閉在容器內(nèi)的氣體的壓強等于板封閉在容器內(nèi)的氣體的壓強等于(大氣壓強為大氣壓強為p0)()