1、2.3 气体实验定律,一、气体的状态参量 1.状态参量:研究气体的性质时,用_、_、_这三个物理量来描述气体的状态，这三个物理量被称为气体的状态参量 2.体积、温度和压强,压强,体积,温度,(1)体积(V)：气体的体积是指气体占有空间的大小 (2)温度(T)：气体的温度是表示气体_的物理量，是气体分子_的标志 测量：用_来测量 表示方法：摄氏温度和_温度，两者数量关系是：_,冷热程度,平均动能,温度计,热力学,Tt273,(3)压强(p)：是大量气体分子对器壁撞击的宏观表现单位有：Pa、atm、cmHg、mmHg等，它们间的换算关系为：1 Pa1 N/m2， 1 atm76 cmHg760 m
2、mHg_Pa. 二、玻意耳定律 1.等温变化：一定质量的气体，在温度不变时其压强随体积发生的变化,1.013105,2.玻意耳定律 (1)内容：一定_的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成_ (2)表达式：pV常量 (3)适用条件：气体的_不变；气体的_不变,质量,反比,质量,温度,三、查理定律 1.等容变化：一定质量的某种气体在体积不变时压强随温度的变化 2.查理定律 (1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与_成正比,热力学温度T,(3)适用条件：气体的_不变；气体的_不变 四、盖吕萨克定律 1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变的条件下，体积随温度的
3、变化 2.盖吕萨克定律 (1)内容：一定质量的气体,在保持压强不变的情况下,体积V与热力学温度T成_,质量,体积,正比,(3)适用条件：气体的_不变；气体的_不变,质量,压强,要点1 压强的计算 1.容器静止或匀速运动时封闭气体压强的计算 (1)取等压面法 根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面由两侧压强相等列方程求解压强,例如，图中同一液面C、D处压强相等， 则pAp0ph. (2)力平衡法 选与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行受力分析，由F合0列式求气体压强,特别提醒 在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强pgh时，应特别注意h是表示液面间竖直高度，
4、不一定是液柱长度,2.容器加速运动时封闭气体压强的计算 当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱、汽缸或活塞为研究对象，并对其进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强,例1 有一段12 cm长的水银柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30的光滑斜面上，在下滑过程中被封闭气体的压强为(大气压强p076 cmHg)( ) A76 cmHg B82 cmHg C88 cmHg D70 cmHg,【精讲精析】 水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件来处理水银柱的受力分析如图所示，因玻璃管和水银柱组成系统的加速度agsin30，所以对水 银柱
5、由牛顿第二定律得： p0SMgsin30pSMa，故pp0,【答案】 A,【方法总结】 封闭气体压强的求解技巧 (1)气体自身重力产生的压强很小，一般忽略不计 (2)压强是联系气体和受力分析的桥梁 (3)液体产生的压强也可以用cmHg(或用液柱高度ph)表示，等式两边单位统一即可，没有必要换算成国际单位,变式训练 1.如图所示，一横截面积为S的圆柱形容器竖直放置，圆板A上表面是水平的，下表面是倾斜的，且下表面与水平面的夹角为，圆板的质量为M，不计一切摩擦，大气压为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强为( ),Ap0Mgcos/S Bp0/SMgcos/S Cp0Mgcos2/S Dp0Mg/
6、S,解析：选D.以圆板为研究对象，如图所示，竖直方向受力平衡 pAScosp0SMg SS/cos 所以pA(S/cos)cos p0SMg 所以pAp0Mg/S 故此题应选D.,要点2 玻意耳定律的应用 1.常量的意义：p1V1p2V2常量C 该常量C与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该常量C越大 2.应用玻意耳定律的思路与方法 (1)选取一定质量的气体为研究对象，确定研究对象的始末两个状态,(2)表示或计算出初态压强p1、体积V1；末态压强p2、体积V2，对未知量用字母表示 (3)根据玻意耳定律列方程p1V1p2V2，并代入数值求解 (4)有时要检验结果是否符合实际
7、，对不符合实际的结果删去,特别提醒 对于开口的玻璃管，用水银封闭一部分气体时，气体体积增大，特别是给出玻璃管总长度时，更要分析计算的气体长度加上水银柱的长度是否超出玻璃管的总长若超出，说明水银会流出，要重新计算,农村常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的容积为7.5 L，装入药液后，药液上方体积为1.5 L，关闭阀门K，用打气筒B每次打进105 Pa的空气250 cm3.求：(1)要使药液上方气体的压强为4105 Pa，打气筒活塞应打几次？ (2)当A中有4105 Pa的空气后，打开阀门K可喷射药液，直到不能喷射时，喷雾器剩余多少体积的药液,【思路点拨】 向喷雾器容器A中打气，是一个等
8、温压缩过程按实际情况，在A中装入药液后，药液上方必须留有空间，而已知有105 Pa的空气1.5 L，把这部分空气和历次打入的空气 一起作为研究对象，变质量问题便转化成了定质量问题向A中打入空气后，打开阀门K喷射药液，A中空气则经历了一个等温膨胀过程，根据两过程中气体的初、末状态量，运用玻意耳定律，便可顺利求解本题,【精讲精析】 (1)以V总、V分别表示A的总容积和打气前药液上方的体积，p0表示打气前A容器内外的气体压强，V0表示每次打入压强为p0的空气体积，p1表示打n次后A容器的气体压强，以A中原有空气和n次打入A中的全部气体作为研究对象，由玻意耳定律可得p0(VnV0)p1V,(2)打开阀
9、门K，直到药液不能喷射，忽略喷管中药液产生的压强，则A容器内的气体压强应等于外界大气压强，以A容器内的气体作为研究对象，由玻意耳定律可得 p1Vp0V,【答案】 (1)18 (2)1.5 L,【方法总结】 保证气体质量不变，合理选择研究对象是解答本题的关键本题应正确分析研究对象的初、末状态及对象的变化特点，分析各量之间的制约关系，正确应用相应规律列方程,2.如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的汽缸内，活塞相对于底部的高度为h，可沿汽缸无摩擦地滑动取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上沙子倒完时，活塞下降了h/4.再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞上表面上外界大气的压强和温度始终保
10、持不变，求此次沙子倒完时活塞距汽缸底部的高度,要点3 查理定律与盖吕萨克定律1.两实验定律的比较,3.应用查理定律或盖吕萨克定律解题的步骤 (1)确定研究对象，即被封闭的气体 (2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律条件是否是质量和体积保持不变或是质量和压强保持不变 (3)确定初、末两个状态的温度、压强或温度、体积 (4)按查理(盖吕萨克)定律公式列式求解 (5)分析检验求解结果,特别提醒 (1)查理定律(或盖吕萨克定律)的适用范围是气体的压强不太大(是大气压的几倍)温度不太低(与室温比较) (2)由于定律为比例式，初末状态的压强(或体积)只要单位相同即可，不必统一到国际单位，但温度必须化
11、为热力学温度,如图甲所示，汽缸内底部面积为0.002 m2，被活塞封闭在汽缸内的空气温度为5 ，活塞质量为8 kg，当汽缸缸筒与水平面成60角时，活塞距缸底为L，现将汽缸直立如图乙所示，欲使活塞距缸底仍为L，应使缸内气体温度升高到多少？,【思路点拨】汽缸在直立前后，缸内的气体体积不变，对活塞受力分析，由力的平衡条件可以求出气体初末状态的压强，从而由查理定律求得缸内气体升高的温度,【方法总结】 明确研究对象，确认体积不变，选好初末状态，正确确定压强是正确运用查理定律的关键,3.如图所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为0.2 m2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内温度为300 K时，活塞离汽缸底部的高度为0.6 m；将气体加热到330 K时，活塞上升了0.05 m，不计摩擦力及固体体积的变化求物体A的体积,答案：0.02 m3,
