人教版高中物理選修(33)第八章《氣體》課件

1、章末整合提升1網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 客觀簡明了然 2分類突破 整合釋疑點撥氣體氣體的狀態(tài)參量溫度(T)意義：分子平均動能的標(biāo)志溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)：單位熱力學(xué)溫標(biāo)：單位K關(guān)系：Tt273.15 K，Tt體積(V)指容器的容積單位：m3，L氣體的狀態(tài)參量決定因素意義：氣體分子對器壁單位面積上的壓力產(chǎn)生：大量氣體分子對器壁頻繁碰撞的結(jié)果氣體分子的平均動能分子的密集程度單位：Pa、atm、cmHg計算平衡條件：F合0牛頓第二定律：F合ma氣體實驗定律玻意耳定律(等溫變化)成立條件：m、T一定表達式：p1V1p2V2等溫線：p-V圖象(雙曲線)、p- 圖象(過原 點的直線)查理定律(等容變化)成立條件：m、V一定表達式：

2、 等容線：p-T圖象(過原點的直線)、p-t圖象 過(273.15，0)點的直線氣體實驗定律蓋呂薩克定律(等壓變化)成立條件：m、p一定表達式： 等壓線：V-T圖象(過原點的直線)、V-t圖 象過(273.15，0)點的直線理想氣體的狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程： 或 C)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義氣體分子運動的特點氣體壓強的微觀意義氣體實驗定律的微觀解釋一、氣體壓強的計算1.容器靜止或勻速運動時求封閉氣體的壓強(1)連通器原理：在連通器中，同一液體(中間液體不間斷、靜止)的同一水平液面上的壓強是相等的.(2)在考慮與氣體接觸的液柱所產(chǎn)生的附加壓強pgh時，應(yīng)特別注意h是表示液面間豎直高度，不一定是液柱

3、長度.(3)求由液體封閉的氣體壓強，應(yīng)選擇最低液面列平衡方程.(4)求由固體封閉(如汽缸和活塞封閉)氣體的壓強，應(yīng)對此固體(如活塞或汽缸)進行受力分析，列合力平衡方程.2.容器加速運動時求封閉氣體的壓強(1)當(dāng)容器加速運動時，通常選擇與氣體相關(guān)聯(lián)的液體柱、固體等作為研究對象，進行受力分析，然后由牛頓第二定律列方程，求出封閉氣體的壓強.(2)封閉氣體的壓強，不僅與氣體的狀態(tài)變化有關(guān)，還與相關(guān)的水銀柱、活塞、汽缸等物體的受力情況和運動狀態(tài)有關(guān).解決這類問題的關(guān)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.例1

4、一段長為L的汞柱在均勻玻璃管中封住一定質(zhì)量的氣體，若將玻璃管開口向下放置，且管與水平面間的夾角為，如圖1所示，則被封住氣體的壓強是多大？(水銀的密度為，大氣壓強為p0)圖1解析設(shè)被封住氣體的壓強為p，則分析水銀柱，其處于平衡狀態(tài)，設(shè)水銀柱的橫截面積為S，則有pSgLSsin p0S，pp0gLsin .當(dāng)封閉氣體的液柱傾斜時，其產(chǎn)生的壓強gh中的h是豎直高度.答案p0gLsin 例2如圖2，一汽缸水平固定在靜止的小車上，一質(zhì)量為m、面積為S的活塞將一定量的氣體封閉在汽缸內(nèi)，平衡時活塞與汽缸底相距L.現(xiàn)讓小車以一較小的水平恒定加速度向右運動，穩(wěn)定時發(fā)現(xiàn)活塞相對于汽缸移動了距離d.已知大氣壓強為p

5、0，不計汽缸和活塞間的摩擦，且小車運動時，大氣對活塞的壓強仍可視為p0；整個過程溫度保持不變.求小車加速度的大小.圖2解析設(shè)小車加速度大小為a，穩(wěn)定時汽缸氣體的壓強為p1，活塞受到汽缸內(nèi)、外氣體的壓力分別為F1p1SF0p0S由牛頓第二定律得F1F0ma小車靜止時，在平衡情況下，汽缸內(nèi)氣體的壓強應(yīng)為p0，由玻意耳定律得p1V1p0V式中VSLV1S(Ld)聯(lián)立式得解題策略這類問題的一般解題思路：首先明確研究對象，然后明確初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量，再利用玻意耳定律列方程，從而聯(lián)立求解.對于充氣、抽氣類問題可以通過靈活選取研究對象，化變質(zhì)量為一定質(zhì)量，進行解答.二、理想氣體狀態(tài)方程應(yīng)用狀態(tài)方程解題的一

6、般步驟(1)明確研究對象，即某一定質(zhì)量的理想氣體；(2)確定氣體在初、末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)由狀態(tài)方程列式求解；(4)討論結(jié)果的合理性.特別提醒在涉及到氣體的內(nèi)能、分子勢能問題中要特別注意是否為理想氣體，在涉及氣體的狀態(tài)參量關(guān)系時往往將實際氣體當(dāng)作理想氣體處理，但這時往往關(guān)注的是是否滿足質(zhì)量一定.例3如圖3，絕熱汽缸A與導(dǎo)熱汽缸B均固定于地面，由剛性桿連接的絕熱活塞與兩汽缸間均無摩擦.兩汽缸內(nèi)裝有處于平衡狀態(tài)的理想氣體，開始時體積均為V0、溫度均為T0.緩慢加熱A中氣體，停止加熱達到穩(wěn)定后，A中氣體壓強為原來的1.2倍.設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變，求汽缸A中氣體的體

7、積VA和溫度TA.圖3解析設(shè)A、B初態(tài)壓強均為p0，膨脹后A、B壓強相等pB1.2p0B中氣體初、末狀態(tài)溫度相等，p0V01.2p0(2V0VA)方法指導(dǎo)這類問題的處理方法：確定研究對象后，再分析初、末狀態(tài)的變化.若p、V、T三個量都發(fā)生變化，則選用 常數(shù)列方程.若某一個量不變，則選用合適的定律，列方程求解，在涉及兩部分氣體時，要注意找出兩部分氣體的聯(lián)系，再列出聯(lián)立方程.三、氣體的圖象問題要會識別圖象反映的氣體狀態(tài)的變化特點，并且熟練進行圖象的轉(zhuǎn)換，理解圖象的斜率、截距的物理意義.當(dāng)圖象反映的氣體狀態(tài)變化過程不是單一過程，而是連續(xù)發(fā)生幾種變化時，注意分段分析，要特別關(guān)注兩階段銜接點的狀態(tài).例4

8、一定質(zhì)量的理想氣體，在狀態(tài)變化過程中的p-T圖象如圖4所示.在A狀態(tài)時的體積為V0，試畫出對應(yīng)的V-T圖象和p-T圖象.圖4解析對氣體AB的過程，根據(jù)玻意耳定律，有p0V03p0VB，則VB V0.由此可知A、B、C三點的狀態(tài)參量分別為：A：p0、T0、V0；B：3p0、T0、V0；C：3p0、3T0、V0.VT圖象和pV圖象分別如圖甲、乙所示.答案見解析圖四、對氣體壓強的理解1.氣體壓強的大小等于氣體作用在器壁單位面積上的壓力.2.產(chǎn)生原因：大量氣體分子無規(guī)則運動碰撞器壁，形成對器壁各處持續(xù)的壓力而產(chǎn)生.3.決定因素：一定質(zhì)量氣體的壓強大小，微觀上取決于分子的平均動能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)；宏

9、觀上取決于氣體的溫度T和體積V.例5如圖5所示，兩個完全相同的圓柱形密閉容器，甲中裝有與容器容積相等的水，乙中充滿空氣，試問：圖5(1)兩容器各側(cè)壁壓強的大小關(guān)系及壓強的大小決定于哪些因素？(容器容積恒定)解析對甲容器，上壁的壓強為零，底面的壓強最大，其數(shù)值為pgh(h為上下底面間的距離).側(cè)壁的壓強自上而下，由小變大，其數(shù)值大小與側(cè)壁上各點距水面的豎直距離x的關(guān)系是pgx.對乙容器，各處器壁上的壓強大小都相等，其大小決定于氣體的分子密集程度和溫度.答案見解析(2)若讓兩容器同時做自由落體運動，容器側(cè)壁上所受壓強將怎樣變化？解析甲容器做自由落體運動時器壁各處的壓強均為零.乙容器做自由落體運動時

10、，器壁各處的壓強不發(fā)生變化.答案見解析解題策略(1)掌握好氣體分子壓強的微觀解釋.(2)千萬不要把液體和氣體壓強混淆，要從產(chǎn)生原因上加以區(qū)別.編后語老師上課都有一定的思路，抓住老師的思路就能取得良好的學(xué)習(xí)效果。在上一小節(jié)中已經(jīng)提及聽課中要跟隨老師的思路，這里再進一步論述聽課時如何抓住老師的思路。 根據(jù)課堂提問抓住老師的思路。老師在講課過程中往往會提出一些問題，有的要求回答，有的則是自問自答。一般來說，老師在課堂上提出的問題都是學(xué)習(xí)中的關(guān)鍵，若能抓住老師提出的問題深入思考，就可以抓住老師的思路。 根據(jù)自己預(yù)習(xí)時理解過的邏輯結(jié)構(gòu)抓住老師的思路。老師講課在多數(shù)情況下是根據(jù)教材本身的知識結(jié)構(gòu)展開的，若把自己預(yù)習(xí)時所理解過的知識邏輯結(jié)構(gòu)與老師的講解過程進行比較，便可以抓住老師的思路。 根據(jù)老師的提示抓住老師的思路。老師在教學(xué)中經(jīng)常有一些提示用語，如“請注意”、“我再重復(fù)一遍”、“這個問題的關(guān)鍵是”等等，這些用語往往體現(xiàn)了老師的思路。來自：學(xué)習(xí)方法網(wǎng) 緊跟老師的推導(dǎo)過程抓住老師的思路。老師在課堂上講解某一結(jié)論時，一般有一個推導(dǎo)過程，如數(shù)學(xué)問題的來龍去脈、物理概念的抽象歸納、語文課的分析等。感悟和理解推導(dǎo)過程是一個投入思維、感悟方法的過程，這有助于理解記憶結(jié)論，也有助于提高分析問題和運用知識的