第二章氣體3氣體實(shí)驗(yàn)定律1．知道描述氣體的三個(gè)狀態(tài)參量，理解三個(gè)參量的意義．2．知道什么是等溫變化、等容變化和等壓變化．3．知道氣體實(shí)驗(yàn)三定律的內(nèi)容及表達(dá)式，并會(huì)應(yīng)用相關(guān)定律處理問題．一、氣體的狀態(tài)參量1．狀態(tài)參量研究氣體的性質(zhì)時(shí)，用________、________、________這三個(gè)物理量來描述氣體的狀態(tài)，這三個(gè)物理量被稱為氣體的狀態(tài)參量．體積溫度壓強(qiáng)2．體積、溫度和壓強(qiáng)(1)體積(V)：氣體的體積是指氣體占有空間的大小．(2)溫度(T)：氣體的溫度是表示氣體____________的物理量，是氣體分子____________的標(biāo)志．①測量：用____________來測量．②表示方法：攝氏溫度和熱力學(xué)溫度，兩者數(shù)量關(guān)系是：_____________．(3)壓強(qiáng)(p)：是大量氣體分子對器壁撞擊的宏觀表現(xiàn)．單位：Pa、atm、cmHg、mmHg等，它們間的換算關(guān)系為：1Pa＝1N/m2,1atm＝76cmHg＝760mmHg＝____________Pa．冷熱程度平均動(dòng)能溫度計(jì)T＝t＋273

1.01×105

二、玻意耳定律1．內(nèi)容：____________的某種氣體，在________不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成________．2．公式：pV＝________或____________．3．條件：氣體的________一定，________不變．一定質(zhì)量溫度反比常量p1V1＝p2V2

質(zhì)量溫度4．對照教材：在用如圖所示的裝置做“探究氣體等溫變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)：(1)實(shí)驗(yàn)中如何保證氣體的質(zhì)量和溫度不變？提示：在出氣口加上橡膠塞、在活塞上涂上潤滑油；緩慢移動(dòng)活塞，不能用手握注射器．(2)實(shí)驗(yàn)中可觀察到什么現(xiàn)象？為驗(yàn)證猜想，可采用什么方法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理？三、氣體的等容變化1．等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體在體積不變時(shí)，________隨________的變化．2．查理定律(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成________．(2)表達(dá)式：____________或____________．壓強(qiáng)溫度正比四、氣體的等壓變化1．等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，________隨________的變化．2．蓋呂薩克定律(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積V與熱力學(xué)溫度T成________．(2)表達(dá)式：____________或____________．體積溫度正比1．取等壓面法：根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強(qiáng)相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面．由兩側(cè)壓強(qiáng)相等列方程求解壓強(qiáng)．探究一氣體壓強(qiáng)的確定例如，右圖中，同一水平液面C、D處壓強(qiáng)相等，即pA＝p0＋ph．2．參考液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程消去面積，得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等，進(jìn)而求得氣體壓強(qiáng)．例如，上圖中粗細(xì)均勻的U形管中封閉了一定質(zhì)量的氣體A，在U形管最低處取一液片B，由其兩側(cè)受力平衡可知(pA＋ph0)S＝(p0＋ph＋ph0)S，即pA＝p0＋ph．3．力平衡法：選與封閉氣體接觸的液柱(或活塞、汽缸)為研究對象進(jìn)行受力分析，由F合＝0列式求氣體壓強(qiáng)．

如圖所示，豎直放置的U形管，左端開口，右端封閉，管內(nèi)有a、b兩段水銀柱，將A、B兩段空氣柱封閉在管內(nèi)．已知水銀柱a長為10cm，水銀柱b兩個(gè)液面間的高度差為5cm，大氣壓強(qiáng)為75cmHg，求空氣柱A、B產(chǎn)生的壓強(qiáng)．解析：設(shè)氣柱A、B產(chǎn)生的壓強(qiáng)分別為pA、pB，管橫截面積為S，取a水銀柱為研究對象(如圖甲)，得pAS＋mag＝p0S，而paS＝ρgh1S＝mag，故pAS＋paS＝p0S所以pA＝p0－pa＝75cmHg－10cmHg＝65cmHg

取水銀柱b為研究對象(如圖乙)，同理可得pBS＋pbS＝pAS所以pB＝pA－pb＝65cmHg－5cmHg＝60cmHg答案：65cmHg

60cmHg

(1)液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)p可以用cmHg(或mmHg)表示，也可以用國際單位表示(此時(shí)p＝ρgh)，解題時(shí)要把握好不同單位的換算．(2)計(jì)算一端開口的氣體壓強(qiáng)時(shí)，一般從開口處開始計(jì)算，并利用大氣壓強(qiáng)求解．

1.如圖所示，水銀柱高度均為h＝10cm，大氣壓強(qiáng)為p0＝760mmHg，則各段封閉氣體的壓強(qiáng)大小分別為p1＝________，p2＝________，p3＝________，p4＝________，p5＝________，p6＝________．解析：p1＝p0＋ph＝(760＋100)mmHg＝860mmHgp2＝p0－ph＝(760－100)mmHg＝660mmHgp3＝p0＋ph＝(760＋100)mmHg＝860mmHgp4＝p0＋2ph＝(760＋200)mmHg＝960mmHgp5＝p0－ph＝(760－100)mmHg＝660mmHgp6＝p5＋ph＝(660＋100)mmHg＝760mmHg答案：860mmHg

660mmHg

860mmHg960mmHg

660mmHg

760mmHg1．玻意耳定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為pV＝C，其中C是一常量，C是不是一個(gè)與氣體無關(guān)的常量？提示：不是．常量C是與氣體的種類、質(zhì)量和溫度有關(guān)的．2．玻意耳定律成立的條件是氣體的溫度不太低、壓強(qiáng)不太大，那么為什么在壓強(qiáng)很大、溫度很低的情況下玻意耳定律就不成立了呢？提示：如果壓強(qiáng)很大、溫度很低時(shí)，氣體將會(huì)液化．探究二玻意耳定律的應(yīng)用

如圖所示，在一根一端封閉且粗細(xì)均勻的長玻璃管中，用長為h＝10cm的水銀柱將管內(nèi)一部分空氣密封，當(dāng)管開口向上豎直放置時(shí)，管內(nèi)空氣柱的長度L1＝0.3m；若溫度保持不變，玻璃管開口向下放置，水銀沒有溢出．待水銀柱穩(wěn)定后，空氣柱的長度L2為多少米？(大氣壓強(qiáng)p0＝76cmHg)思路點(diǎn)撥：封閉氣體做等溫變化，求出初末狀態(tài)的壓強(qiáng)，根據(jù)玻意耳定律即可解題．解析：以管內(nèi)封閉的氣體為研究對象．玻璃管開口向上時(shí)，管內(nèi)的壓強(qiáng)p1＝p0＋ph氣體的體積V1＝L1S(S為玻璃管的橫截面積)當(dāng)玻璃管開口向下時(shí)，管內(nèi)的壓強(qiáng)p2＝p0－ph這時(shí)氣體的體積V2＝L2S答案：0.39m

用玻意耳定律解題，尋找初、末狀態(tài)的狀態(tài)參量p、V是解題的關(guān)鍵，特別是壓強(qiáng)的確定．在解題時(shí)，等式兩邊物理量的單位只要對應(yīng)統(tǒng)一即可． 2.粗細(xì)均勻的玻璃管一端封閉，長為12cm.一個(gè)人手持玻璃管開口向下潛入水中，當(dāng)潛到水下某深度時(shí)看到水進(jìn)入玻璃管口2cm，求此時(shí)玻璃管內(nèi)空氣柱下端在水中的深度．(取水面上大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105Pa，g取10m/s2)解析：取玻璃管中的氣體為研究對象：初狀態(tài)：p1＝p0＝1×105PaV1＝12·S末狀態(tài)：p2＝(p0＋ρ水gh)V2＝10·S由玻意耳定律得p1V1＝p2V2代入數(shù)據(jù)解得：h＝2m．答案：h＝2m1．探究氣體的等容變化：在等容過程中，試回答下列問題：(1)氣體的壓強(qiáng)p與攝氏溫度t是不是成正比例關(guān)系？提示：不是．(2)寫出攝氏溫標(biāo)下查理定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式．探究三查理定律與蓋呂薩克定律的應(yīng)用2．探究氣體的等壓變化：一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等壓變化過程中，試回答下列問題：(1)氣體的體積V與攝氏溫度t是不是正比例關(guān)系？提示：不是．(2)寫出攝氏溫標(biāo)下蓋呂薩克定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式．答案：(1)12.5kg

(2)64.5℃

本題也可以取加沙子前缸內(nèi)氣體為初始狀，以加沙后加熱到t2時(shí)缸內(nèi)氣體為末狀態(tài)，這樣可用查里定律求解．答案：4kg

640cm31．加速狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法(1)對于處在加速運(yùn)動(dòng)的容器中的氣體，無論是被活塞還是液柱密封，都要把活塞或液柱作為研究對象，進(jìn)行受力分析，畫出分析圖示．(2)根據(jù)牛頓第二定律列出方程．(3)結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)解方程，求出封閉氣體的壓強(qiáng)．(4)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行討論，得出結(jié)論．2．利用玻意耳定律分析問題的基本思路(1)明確研究對象為一定質(zhì)量的氣體；(2)分析過程是否等溫；(3)寫出變化前后的p和V的值或表達(dá)式；(4)確定變化前后p和