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高中物理 選修3 3 魯科版 氣體實驗定律第3課時 目標(biāo)定位 1 熟練掌握氣體三定律及各種氣體圖象的應(yīng)用 2 會用假設(shè)法判斷液柱 或活塞 的移動問題 3 會解變質(zhì)量問題 溫度 反比 pV C p1V1 p2V2 體積 正比 壓強 正比 一 氣體實驗定律與氣體圖象1 一定質(zhì)量的理想氣體的各種圖象 2 氣體實驗定律與一般狀態(tài)變化圖象基本方法 化 一般 為 特殊 如圖1是一定質(zhì)量的某種理想氣體的狀態(tài)變化過程A B C A 圖1 在V T圖線上 等壓線是一簇延長線過原點的直線 過A B C三點作三條等壓線分別表示三個等壓過程pA pB pC 即pA pB pC 所以A B壓強增大 溫度降低 體積縮小 B C溫度升高 體積減小 壓強增大 C A溫度降低 體積增大 壓強減小 例1 一定質(zhì)量的某種氣體的p t圖象如圖2所示 在從狀態(tài)A變到狀態(tài)B的過程中 體積 A 一定不變B 一定減小C 一定增大D 不能判定怎樣變化答案D 圖2 針對訓(xùn)練1如圖3所示 A B兩點代表一定質(zhì)量某種氣體的兩個不同的狀態(tài) 狀態(tài)A的溫度為TA 狀態(tài)B的溫度為TB 由圖可知 A TA 2TBB TB 4TAC TB 6TAD TB 8TA答案C 圖3 二 假設(shè)法在判斷液柱 或活塞 的移動問題上應(yīng)用此類問題的特點是 當(dāng)氣體的狀態(tài)參量p V T都發(fā)生變化時 直接判斷液柱或活塞的移動方向比較困難 通常先進(jìn)行氣體狀態(tài)的假設(shè) 然后應(yīng)用查理定律可以簡單地求解 其一般思路為 1 假設(shè)液柱或活塞不發(fā)生移動 兩部分氣體均做等容變化 例2 如圖4所示 兩端封閉 粗細(xì)均勻 豎直放置的玻璃管內(nèi) 有一長為h的水銀柱 將管內(nèi)氣體分為兩部分 已知l2 2l1 若使兩部分氣體同時升高相同的溫度 管內(nèi)水銀柱將如何運動 設(shè)原來溫度相同 答案水銀柱上移解析水銀柱原來處于平衡狀態(tài) 所受合外力為零 即此時兩部分氣體的壓強差 p p1 p2 h 溫度升高后 兩部分氣體的壓強都增大 若 p1 p2 水銀柱所受合外力方向向上 應(yīng)向上移動 若 p1 p2 水銀柱向下移動 若 p1 p2 水銀柱不動 所以判斷水銀柱怎樣移動 就是分析其合力方向 即判斷兩部分氣體的壓強哪一個增大得多 圖4 借題發(fā)揮同一問題可從不同角度考慮 用不同方法求解 培養(yǎng)同學(xué)們的發(fā)散思維能力 此類問題中 如果是氣體溫度降低 則 T為負(fù)值 p亦為負(fù)值 表示氣體壓強減小 那么降溫后水銀柱應(yīng)該向壓強減小得多的一方移動 針對訓(xùn)練2如圖所示 四支兩端封閉 粗細(xì)均勻的玻璃管內(nèi)的空氣被一段水銀柱隔開 按圖中標(biāo)明的條件 當(dāng)玻璃管水平放置時 水銀柱處于靜止?fàn)顟B(tài) 如果管內(nèi)兩端的空氣都升高相同的溫度 則水銀柱向左移動的是 三 變質(zhì)量問題分析變質(zhì)量問題時 可以通過巧妙選擇合適的研究對象 使這類問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量的氣體問題 用理想氣體狀態(tài)方程求解 1 打氣問題向球 輪胎中充氣是一個典型的氣體變質(zhì)量的問題 只要選擇球內(nèi)原有氣體和即將打入的氣體作為研究對象 就可以把充氣過程中的氣體質(zhì)量變化的問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題 2 抽氣問題從容器內(nèi)抽氣的過程中 容器內(nèi)的氣體質(zhì)量不斷減小 這屬于變質(zhì)量問題 分析時 將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象 質(zhì)量不變 故抽氣過程可看做是等溫膨脹的過程 例3 氧氣瓶的容積是40L 其中氧氣的壓強是130atm 規(guī)定瓶內(nèi)氧氣壓強降到10atm時就要重新充氧 有一個車間 每天需要用1atm的氧氣400L 這瓶氧氣能用幾天 假定溫度不變 答案12天 解析用如圖所示的方框圖表示思路