1、第1节气体实验定律学 习 目 标知 识 脉 络1.知道描述气体状态的三个物理量.2.掌握控制变量法探究气体实验定律(重点)3.会从图象上描述气体的状态变化(难点)4.掌握运用气体实验定律解题的基本思路.玻 意 耳 定 律1状态参量研究气体的性质时，常用气体的压强、温度和体积描述气体的状态2探究方法控制变量法，控制其中1个量不变，研究另外2个量之间的变化关系3等温变化一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强和体积的关系4探究等温变化的规律(1)实验装置(如图411所示)图411研究对象：针筒内被封闭的气体气体初态压强和体积：从气压计上直接读出气体压强；从针筒刻度直接读出气体体积(2)实验方法
2、缓慢地向前推或向后拉活塞(保持气体温度不变)待气压计示数稳定后，记下气体的压强(p)和体积(V)按步骤中的方法，测出几组对应的压强和体积值(3)处理数据：作p图象(4)探究结果：压强与体积成反比5玻意耳定律(1)内容：一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比(2)公式：p，也可写作p1V1p2V2或pV恒量(3)条件：气体的质量一定，温度保持不变6气体等温变化的图象(即等温线)(1)图象(如图412所示)图412(2)特点：一定质量的气体在温度不变时，由于压强与体积成反比，在pV图象上等温线应为双曲线，在p图象上等温线应为过原点的直线1玻意耳定律的成立条件是一定质量的气体，温度
3、保持不变()2气体的三个状态参量是指压强、温度和体积()3在pV图象上，等温线为直线()处理实验数据时，为什么不直接画pV图象，而是画p图象？【提示】pV图象是曲线，不易直接判定气体的压强和体积的关系而p图象是直线，很容易判定其关系图413如图413所示也是“探究气体等温变化规律”的装置，试根据实验探究以下问题：探讨1：本实验的研究对象是什么？【提示】注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起封闭在玻璃管中的空气柱探讨2：实验过程中如何保证气体的质量和温度不变？【提示】(1)实验前在柱塞上涂好润滑油，保证气体质量不变(2)缓慢下拉或上压柱塞，不用手接触注射器，保证气体的温度不变1对玻意耳定律的理解
4、(1)适用条件：一定质量的某种气体，温度不太低，压强不太大(2)定律也可以表述为pV常量或p1V1p2V2，其中的常量与气体所处温度高低有关，温度越高，常量越大2pV图象与p图象(1)一定质量的气体的pV图象如图414甲所示，图线为双曲线的一支，且温度t1t2.甲 乙图414(2)一定质量的气体p图象如图乙所示，图线的延长线为过原点的倾斜直线，且温度t1T2D由图可知T1T2E由图可知T1T2【解析】一定质量的气体的等温线为双曲线，由等温线的物理意义可知，压强与体积成反比，且在不同温度下等温线是不同的，所以A、B正确；对于一定质量的气体，温度越高，等温线离坐标原点的位置就越远，故C、E错误，D
5、正确【答案】ABD3如图416，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L.现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d.已知大气压强为p0，不计气缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0，整个过程中温度保持不变，求小车加速度的大小. 【导学号：30110038】图416【解析】选气缸内被封闭的气体为研究对象小车静止时为状态1，系统处于平衡状态，则有p1Sp0S气体的压强p1p0，气体的体积V1SL设小车加速度为a时为状态2，由牛顿第二定律得p2Sp0Sma气体的压强p2p0
6、，气体的体积V2S(Ld)由玻意耳定律得p1V1p2V2联立各式得a.【答案】解题时的注意事项(1)压强的确定方面：应用玻意耳定律解题时，确定气体的压强是解题的关键，无论是液柱、活塞、气缸，还是封闭在液面下的气柱，都不要忘记大气压强产生的影响(2)统一单位方面：列方程时，由于等式两边是对应的，因此各物理量的单位可以不是国际单位，但等式两边必须统一例如，体积可以都用升，压强可以都用大气压查 理 定 律1等容变化一定质量的气体，在体积不变时，压强和温度的关系2探究等容变化的规律(1)实验装置(如图417所示)图417研究对象：烧瓶内被封闭的气体压强和温度：从气压计上读出气体的压强，从温度计上读出气
7、体的温度(2)实验方法加热烧杯，待气压计示数稳定后，记下气体的压强和温度按步骤的方法继续做实验，测出几组对应的压强和温度值处理数据，作pT图象(3)探究结果：压强与热力学温度成正比3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：pT或.(3)条件：气体的质量一定，体积保持不变4热力学温度T(1)单位是开尔文，简称为开，符号为K.(2)与摄氏温度t的关系：Tt2731在体积不变的条件下，压强与热力学温度成正比()2热力学温度Tt273，且Tt.()3一定质量的气体，压强与摄氏温度成正比()如果横轴用摄氏温度，则等容变化的pt图象是怎样的？【提示】根
8、据Tt273，pCTC(t273)当p0时，t273 ，故pt图象为直线，但不通过坐标原点甲 乙图418如图418为一定质量的气体在体积不变的条件下，压强随摄氏温度(图甲)及热力学温度(图乙)的变化关系，探讨1：如图甲，压强与摄氏温度成正比吗？图象与纵轴的截距表示什么？ 【提示】p与t是线性关系，不成正比，与纵轴的截距表示0 时气体的压强探讨2：在压强不太大，温度不太低时，图象的延长线与横轴的交点表示什么？压强与热力学温度有怎样的关系？【提示】表示绝对零度，p与T成正比1查理定律(1)成立条件：气体的质量和体积不变(2)表达式热力学温度下：C.摄氏温度下：ptp0p0.(3)查理定律表达式C中
9、的C与气体的种类、质量、体积有关2查理定律的推论或pT表示一定质量的某种气体从初状态(p、T)开始发生等容变化，其压强的变化量p与温度的变化量T成正比3等容过程的pT和pt的图象(1)pT图象：一定质量的某种气体，在等容过程中，气体的压强p和热力学温度T的关系图线的延长线是过原点的倾斜直线，如图419所示，且V1p2.1盖吕萨克定律(1)成立条件：气体的质量和压强不变(2)表达式热力学温度下：C.摄氏温度下：VtV0V0.(3)表达式C中的C与气体的种类、质量、体积有关2盖吕萨克定律的推论或VT一定质量的某种气体从初状态(V、T)开始发生等压变化，其体积的变化量V与温度的变化量T成正比3VT和
10、Vt图象(1)VT图象：一定质量的某种气体，在等压过程中，气体的体积V和热力学温度T图线的延长线是过原点的倾斜直线，如图4114甲所示，且p1p2，即压强越大，斜率越小甲 乙图4114(2)Vt图象：一定质量的某种气体，在等压过程中，体积V与摄氏温度t是一次线性函数，不是简单的正比例关系，如图4114乙所示，图象纵轴的截距V0是气体在0 时的体积，等压线是一条延长线通过横轴上t273.15 的倾斜直线，且斜率越大，压强越小6如图4115所示，一圆柱形容器竖直放置，通过活塞封闭着摄氏温度为t的理想气体活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h.现通过电热丝给气体加热一段时间，结果活塞缓慢上升
11、了h，已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦，求： 【导学号：30110039】图4115(1)气体的压强；(2)这段时间内气体的温度升高了多少？【解析】(1)以活塞为研究对象，受力分析得：pSp0Smg解得气体的压强为pp0.(2)以被封闭气体为研究对象，气体经历等压变化，初状态：V1hST1273t末状态：V22hST2273t由盖吕萨克定律得：解得：t2732tttt273t.【答案】(1)p0(2)273t盖吕萨克定律解题的一般步骤(1)明确研究对象，并判断是否满足适用条件(2)确定始末状态参量(V1、T1，V2、T2)(3)根据盖吕萨克定律列方程求解(注意V1和V2，T1和T2统一单位)