1、第5节气体实验定律核心素养明目标核心素养学习目标物理观念知道气体的等温变化、等容变化、等压变化、理想气体的概念，知道气体实验定律的微观解释。科学思维掌握玻意耳定律、查理定律、盖吕萨克定律的内容和公式，并会应用分析和计算相关问题。科学探究能用实验探究气体压强与温度的关系、气体体积与温度的关系，学会观察、交流与合作，提高动手实验能力。科学态度与责任通过用图像处理数据，探索规律，培养实事求是的科学态度。知识点一玻意耳定律1玻意耳定律(1)内容：一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。(2)公式：p1V1p2V2。(3)适用条件：气体质量不变、温度不变。气体温度不太低、压强不太大。2
2、气体的等温变化的pV图像(1)pV图像：一定质量的气体的pV图像为一条双曲线，如图甲所示。甲乙(2)p图像：一定质量的气体的p图像为过原点的倾斜直线，如图乙所示。说明：当封闭气体的温度保持不变时，气体的压强和体积的乘积为一个定值。1：思考辨析(正确的打“”，错误的打“”)(1)玻意耳定律适用于质量不变，温度变化的任何气体。()(2)等温变化的pV图像是一条抛物线。()(3)在利用p1V1p2V2计算时，压强可以都用“标准大气压”这个单位。()知识点二查理定律与盖吕萨克定律1查理定律(1)内容：一定质量的气体，在体积保持不变的条件下，压强与热力学温度成正比。(2)公式：。(3)等容变化的图像：从
3、图甲可以看出，在等容变化过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系。但是，如果把图甲中的直线AB延长至与横轴相交，把交点当作坐标原点，建立新的坐标系(如图乙所示)，那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了。图乙坐标原点的意义为气体压强为0时，其温度为0 K。可以证明，新坐标原点对应的温度就是0_K。甲乙(4)适用条件：气体的质量一定，气体的体积不变。2盖吕萨克定律(1)内容：一定质量的气体，在压强保持不变的条件下，体积与热力学温度T成正比。(2)公式：。(3)适用条件：气体质量一定，气体压强不变。(4)等压变化的图像：由VCT可知在VT坐标系中，等压线是一条通过坐标原点的
4、倾斜的直线。对于一定质量的气体，不同等压线的斜率不同。斜率越小，压强越大，如图所示，p2(选填“”或“V2CV1V2D无法确定A由盖吕萨克定律可得，即V1V1，所以V1V1，同理V2V2(V1、V2分别是气体在5 和10 时的体积)，而，所以V1V2，A正确。 考点4气体实验定律的微观解释如图所示，当我们用力挤压气球时，气球的体积减小，这时气球很容易发生“爆炸”，你能说出其中的道理吗？提示：气球体积减小时，单位体积分子数增加，压强变大，增大到一定程度就会撑爆气球。1玻意耳定律(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小。(2)微观解释：温度不
5、变，分子的平均动能不变。体积越小，单位体积分子数越多，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大，如图所示。体积大体积小2盖一吕萨克定律(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大；温度降低，体积减小。(2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素，即单位体积分子数减少，所以气体的体积增大，如图所示。3查理定律(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小。(2)微观解释：体积不变，则单位体积分子数不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击
6、器壁单位面积的作用力变大，所以气体的压强增大，如图所示。【典例5】在一定的温度下，定质量的气体体积减小时，气体的压强增大，这是由于()A单位体积内的分子数增多，单位时间内分子对器壁碰撞的次数增多B气体分子的数密度变大，分子对器壁的吸引力变大C每个气体分子对器壁的平均撞击力都变大D气体密度增大，单位体积内分子重量变大思路点拨：(1)影响气体压强的原因是分子的平均动能和单位体积的分子个数。(2)温度是分子平均动能的标志，体积决定分子的数密度。A气体的温度不变，分子的平均动能不变，对器壁的平均撞击力不变，C错误；体积减小，单位体积内的分子数目增多，所以气体压强增大，A正确；分子和器壁间无引力作用，B
7、错误；单位体积内气体的质量变大，不是压强变大的原因，D错误。(1)宏观量温度的变化对应着微观量分子动能平均值的变化。宏观量体积的变化对应着气体分子的数密度的变化。(2)压强的变化可能由两个因素引起，即分子热运动的平均动能和分子的数密度，可以根据气体变化情况选择相应的实验定律加以判断。5(多选)对于一定质量的气体，当它的压强和体积发生变化时，以下说法正确的是()A压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变B压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小C压强和体积都增大时，其分子的平均动能一定增大D压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变AC对于一定质量的气体，压强和体积都增大时，根据理想气
8、体状态方程C，温度一定升高，故分子热运动的平均动能一定增加，A、C正确，B错误；对于一定质量的气体，压强增大，体积减小时，根据理想气体状态方程知温度可能会改变，则平均动能可能改变，D错误。1(多选)对一定质量的气体，下列说法正确的是()A温度发生变化时，体积和压强可以不变B温度发生变化时，体积和压强至少有一个发生变化C如果温度、体积和压强三个量都不变化，我们就说气体状态不变D只有温度、体积和压强三个量都发生变化，我们就说气体状态变化了BCp、V、T三个量中，可以两个量发生变化，一个量恒定，也可以三个量同时发生变化，而一个量变化，另外两个量不变的情况是不存在的，气体状态的变化就是p、V、T的变化
9、，故B、C正确。2如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为m0，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p为()App0Bpp0Cpp0DpC以缸套为研究对象，根据受力平衡有pSm0gp0S，所以封闭气体的压强pp0，故C正确。3如图所示为0.3 mol的某种气体的压强和温度关系的pt图线，p0表示标准大气压，则在状态B时气体的体积为()A5.6 L B3.2 L C1.2 L D8.4 LD此气体在0 时，压强为标准大气压，所以它的体积应为22.40.3 L6.72 L，根据图线所示，从0 到A状态的127 ，气体是等容
10、变化，则A状态的体积为6.72 L。从A状态到B状态的等压变化，A状态的温度为127 K273 K400 K，B状态的温度为227 K273 K500 K，根据盖吕萨克定律，VB L8.4 L，D项正确。4(新情境题，以“治疗新冠病毒”为背景考查玻意耳定律)针对新型冠状病毒肺炎的治疗，北京大学第一医院的主任医师王贵强在2020年2月20日国务院联防联控机制新闻发布会上表示：无论轻重症，早期的氧疗都可以大大缓解这种疾病的发展。医院里的某一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。病人每次吸氧需要消耗1个大气压的氧气9 L，当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。若病人吸氧过程中氧气的温度保持不变，则这瓶氧气重新充气前可供病人吸氧的次数为多少？解析以氧气瓶中的氧气和病人吸氧过程中消耗的氧气为研究对象，根据玻意耳定律有pVnp1V1p2V，又V0.08 m380 L，代入数据有20 atm80 Ln1 atm9 L2 atm80 L，解得n160。答案160次回归本节知识，自我完成以下问题：1玻意耳定律成立的条件有哪两条？提示：(1)一定质量、温度不变的气体。(2)气体的压强不太大，温度不太低。2等温变化pV图线和p图线的形状分别如何？提示：一条双曲线一条倾斜直线3等压变化和等容变化遵循的规律用公式表示分别如何？提示：