当前位置: 首页 > >

2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-3课件:2-6 气体状态参量_图文

高中物理·选修3-3·粤教版
第二章 固体、液体和气体
第六节 气体状态参量

[目标定位] 1.知道描述气体状态的三个参量. 2.理解气体的 体积、温度和压强. 3.会计算气体的压强.4.理解压强的微 观意义.

预习导学
一、气体的体积 1.定义
气体分子所能达到的 空间,也就是气体充满的容器的容积. 2.单位
国际单位制中,体积的单位为 米3,符号: m3,常用的单位 还有 升 、毫升 ,符号分别为 L 、 mL . 1 L=10-3 m3=1 dm3;1 mL=10-6 m3=1 cm3.

预习导学

二、温度和温标

1.温度:物体内部分子热运动 平均动能 的标志.

2.温标:温度的数值表示法,一般有摄氏温标和热力学温标两

种,国际单位制中,用 热力学 温标表示温度.

3.热力学温度:用

热力学温标

表示的温度,单

位: 开尔文 ,符号: K .

预习导学
4.热力学温度和摄氏温度的大小关系 T=t+273.15 K,近似表示为T= t+273K .
5.两种温标比较 (1)两种温标的零点选取 不同 ,热力学温标的零点在摄氏 温标的 -273.15℃ . (2)两种温标的分度,即每一度的大小 相同 .

预习导学
三、压强 1.定义:气体作用在器壁单位面积上的 压力 . 2.单位:(1)国际单位: 帕斯卡 ,简称:帕,符号:Pa,
1 Pa=1 N/m2. (2)常用单位: 标准大气压 (符号:atm)和 毫米汞柱 (符 号:mmHg).1 atm=1.013×105 Pa=760 mmHg. 3.决定压强的因素 (1)宏观上跟气体的 温度 和 体积 有关. (2)微观上跟气体分子的 平均动能 和分子的 密集程度 有关.

课堂讲义
一、温度与温标 1.对温度的理解
(1)宏观上,表示物体的冷热程度. (2)微观上,反映分子热运动的激烈程度,温度是分子平均动 能大小的标志.

课堂讲义
[温馨提示] (1)分子平均动能大,在宏观上表现为物体的温度 高.物体温度的高低,是物体全部分子的平均动能大小的标 志.温度是大量分子热运动的集体表现,是含有统计意义的; 对于个别分子来说,温度是没有意义的. (2)同一温度下,不同物质的分子平均动能都相同,但是由于不 同物质分子的质量不尽相同,所以分子运动的平均速率大小不 相同.

课堂讲义
2.温标 (1)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标. (2)温标的建立,第一选择某种具有测温属性的测温物质,第 二确定测温物质随温度变化的函数关系;第三确定温度零点 与分度的方法.

课堂讲义
(3)摄氏温标和热力学温标 摄氏温标:以冰水混合物(标准大气压下)的温度为零摄氏度, 水 的 沸 点 ( 标 准 大 气 压 下 ) 为 100摄 氏 度 进 行 分 度 建 立 摄 氏 温 标.热力学温标:以-273.15 ℃为0 K,温度单位:1 K=1 ℃,建立的温标.二者关系: ①T=t+273.15 K,粗略表示T=t+273 K ②ΔT=Δt,即单位大小相等 [温馨提示] 热力学温度单位开尔文是国际单位制中的基本单 位,热力学温标的零值是低温的极限,永远达不到.

课堂讲义
例1 (双选)下列关于热力学温度的说法中正确的是 ( ) A.-33 ℃=240 K B.温度变化1℃,也就是温度变化1 K C.摄氏温度与热力学温度都可能取负值 D.温度由t℃升至2t℃,对应的热力学温度升高了273 K+t 答案 AB

课堂讲义
解析 本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系.T=273 K +t,由此可知:-33℃=240 K,故A、B选项正确;D中初态 热力学温度为273 K+t,末态为273 K+2t,温度升高了t K,故 D选项错误;对于摄氏温度可取负值的范围为0~-273℃,因 绝对零度达不到,故热力学温度不可能取负值,故C选项错 误,本题应选A、B. 借题发挥 本题易错选C、D项,热力学温度的零度(绝对零度) 是低温的极限,永远达不到,只能接近,故热力学温度不会出 现负值.T=t+273 K而不是ΔT=Δt+273 K.

课堂讲义
二、气体压强的微观意义 1.气体压强产生的原因
单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁地碰 撞器壁,就对器壁产生持续、均匀的压力.气体的压强等于 大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力.

课堂讲义
2.决定气体压强大小的因素 (1)微观因素 ①气体分子的密度:气体分子密度(即单位体积内气体分子 的数目)大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数 就多,气体压强就越大; ②气体分子的平均动能:气体的温度高,气体分子的平均动 能就大,每个气体分子与器壁的碰撞(可视作弹性碰撞)给器 壁的冲力就大;从另一方面讲,分子的平均速率大,在单位 时间里器壁受气体分子撞击的次数就多,累计冲力就大,气 体压强就越大.

课堂讲义
(2)宏观因素 ①与温度有关:温度越高,气体的平均动能越大; ②与体积有关:体积越小,气体分子的密度越大. [温馨提示] (1)容器内气体压强的大小与重力无关.与液体压 强不同,液体的压强由液体的重力产生,在完全失重的状态 下,容器中气体压强不变,而液体的压强消失. (2)容器内气体的压强与大气压强也不同,大气压强是由重力产 生的,且随高度的增大而减小.

课堂讲义

例2 (2014·大纲版)(双选)对于一定量的稀薄气体,下列说法正

确的是

()

A.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈

B.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈

C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小

D.压强变小时,分子间的平均距离可能变小

答案 BD

解析 从微观上看,气体压强决定于分子的平均动能和分子

密度(分子平均间距)两个因素,所以B、D正确.

课堂讲义
三、封闭气体压强的计算 1.液柱封闭气体
等压法:同种液体在同一深度液体的压强相等,在连通器 中,灵活选取等压面,利用两侧压强相等求解气体压强.如 图2-6-1甲所示,同一液面C、D两处压强相等,故pA=p0 +ph;如图2-6-1乙所示,M、N两处压强相等.故有pA+ ph2=pB,从右侧管看,有pB=p0+ph1.

课堂讲义
图2-6-1

课堂讲义
2.活塞封闭气体 选与封闭气体接触的液柱或活塞为研究对象,进行受力分 析,再利用平衡条件求压强.如图2-6-2甲所示,气缸截 面积为S,活塞质量为M.在活塞上放置质量为m的铁块,设 大气压强为p0,试求封闭气体的压强.
图2-6-2

课堂讲义
以活塞为研究对象,受力如图2-6-2乙所示.由平衡条件 得:Mg+mg+p0S=pS,即:p=p0+?M+Sm?g.

课堂讲义
例3 如图2-6-3所示,竖直放置的U形管,左端开口右端封 闭,管内有a、b两段水银柱,将A、B两段空气柱封闭在管 内.已知水银柱a长h1为10 cm,水银柱b两个液面间的高度 差h2为5 cm,大气压强为75 cmHg,求空气柱A、B的压强分 别是多少?

答案 65 cmHg 60 cmHg

图2-6-3

课堂讲义
解析 设管的截面积为S,选a的下端面为参考液面,它受向下 的压力为(pA+h1)S,受向上的大气压力为p0S,由于系统处于静 止状态,则(pA+h1)S=p0S, 所以pA=p0-h1=(75-10)cmHg=65 cmHg, 再选b的左下端面为参考液面,由连通器原理知:液柱h2的上表 面处的压强等于pB,则(pB+h2)S=pAS,所以pB=pA-h2=(65- 5)cmHg=60 cmHg.

课堂讲义

例4 如图2-6-4所示,活塞的质量为m,缸套的质量为M,

通过弹簧吊在天花板上,汽缸内封住一定质量的气体,缸套

和活塞间无摩擦,活塞面积为S,大气压强为p0,则封闭气

体的压强为

()

A.p=p0+MSg B.p=p0+?M+S m?g C.p=p0-MSg D.p=mSg 答案 C

图2-6-4

课堂讲义

解析 以缸套为研究对象,有pS+Mg=p0S,所以封闭气体的

压强p=p0-

Mg S

,故应选C.对于活塞封闭气体类问题压强的求

法,灵活选取研究对象会使问题简化.

对点练习
单击此处进入 对点练习

再见



相关推荐


友情链接: year2525网 工作范文网 QS-ISP 138资料网 528200 工作范文网 baothai 表格模版