2019-2020年高中物理第4章气体章末小结与测评教学案鲁科版选修3

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1、2019-2020年高中物理第4章气体章末小结与测评教学案鲁科版选修3对应学生用书P42气　体气体实验定律的归纳应用1.理想气体状态方程理想气体：严格遵守三个实验定律的气体公式：＝T一定时，pV＝CT＝C1(玻意耳定律)；V一定时，＝＝C2(查理定律)；p一定时，＝＝C3(盖·吕萨克定律)。2．解题要点(1)选对象——根据题意，选出所研究的某一部分气体，这部分气体在状态变化过程中，其质量必须保持不变。(2)找参量——找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组p、V、T数值或表达式，压强的确定往往是个关键，需结合力学知识(如受力平衡条件或牛顿运

2、动定律)才能写出表达式。(3)认过程——过程表示两个状态之间的一种变化方式，认清变化过程是正确选用物理规律的前提。另外，要弄清气体状态变化过程是单一过程变化还是多过程变化，是否会出现临界状态或极值问题。(4)列方程——根据研究对象状态变化的具体方式，选用理想气体状态方程(或某一实验定律)列方程。代入具体数值时，T必须用热力学温度，p、V的单位要统一。(5)验结果——解答出结果后，不要急于下结论。要分析讨论所得结果的合理性及其是否有实际的物理意义。[例1]　(上海高考)如图1，柱形容器内用不漏气的轻质绝热活塞封闭一定量的理想气体，容器外包裹保温材料。开

3、始时活塞至容器底部的高度为H1，容器内气体温度与外界温度相等。在活塞上逐步加上多个砝码后，活塞下降到距容器底部H2处，气体温度升高了ΔT；然后取走容器外的保温材料，活塞位置继续下降，最后静止于距容器底部H3处；已知大气压强为p0。求：气体最后的压强与温度。图1解析：设外界温度为T0,加砝码前后，根据理想气体状态方程，有＝。取走保温材料，最后气体温度等于外界温度T0，气体压强为p2，气体为等压变化，有＝，联立以上两式得T0＝ΔT，p2＝p0。答案：p0　ΔT气体实验定律三种图线的对比定律变化过程同一气体的两条图线图线特点玻意耳定律等温变化(1)在pV图

4、中是双曲线，远离原点的等温线温度较高，即T2>T1。(2)在p图中是通过原点的倾斜直线，由＝C得p＝斜率大T大，T2>T1。查理定律等容变化(1)在pt图中是通过t轴上－273.15℃的直线，由于在同一温度(如0℃)下同一气体的压强大时，体积小，所以V1>V2。(2)由pT图中是通过原点的倾斜直线，由＝C得p＝T可见体积V大时斜率小，所以V1>V2。盖·吕萨克定律等压变化(1)在Vt图中是通过t轴上－273.15℃的直线，由于在同一温度(如0℃)下同一气体的体积大时，压强小，所以p1>p2。(2)在VT图中是通过原点的倾斜直线，由＝C得V＝·T，可见

5、压强p大时斜率小，所以p1>p2。[例2]　一定质量的理想气体经过一系列过程，如图2所示。下列说法中正确的是(　　)图2A．a→b过程中，气体体积增大，压强减小B．b→c过程中，气体压强不变，体积增大C．c→a过程中，气体压强增大，体积减小D．c→a过程中，气体温度升高，体积不变解析：由pT图像知，a→b为等温过程。根据p1V1＝p2V2，气体压强减小，则体积增大，A正确。b→c为等压过程，根据＝，温度降低，则体积减小，B错误。c→a为等容过程，根据＝，气体压强增大，温度升高。C错误，D正确。答案：AD液柱移动问题的分析1.液柱问题的特点：(1)当封

6、闭气体温度T变化时，其p、V都发生变化，液柱的平衡状态被打破，液柱就发生移动。(2)由于p、V、T三个量相互制约，当p、V、T都发生变化时，直接判断液柱移动的方向比较困难，关键是判断封闭气体的体积V如何变化。2.判断方法：以如图3所示的装置为例。两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一段长为h的水银柱，将管内气体分为两部分。若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何运动？(设原来温度相同)图3(1)假设法：假设水银柱不动，则上、下两部分气体发生等容变化，对上部气体＝，压强变化量Δp2＝p2，同理，下部气体压强变化量Δp1＝p1，由于开始时，

7、p1＞p2，故Δp1＞Δp2，水银柱向上移动。(2)图像法：判断液柱移动还可用pT法，在同一pT坐标系中画出两段气柱的等容线，如图4所示，在温度相同时p1＞p2，得气柱l1等容线的斜率较大，当两气柱升高相同的温度ΔT时，其压强的增量Δp1＞Δp2，水银柱上移。图4(3)极限法：由于管上段气柱压强p2较下段气柱压强p1小，设想p2→0，即管上部认为近似为真空，于是立即得到温度T升高，水银柱向上移动。[例3]　如图5所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管相连，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度

8、为0℃，B中气体温度为20℃，如果将它们的温度都降低10℃，则水银柱将(　　)图5A．向A移动　　　　　B．