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2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí) 第45講 氣體及氣體定律的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 熟悉氣體及氣體定律的應(yīng)用基本知識(shí)點(diǎn)并熟練應(yīng)用。 【學(xué)法指導(dǎo)】高考重點(diǎn)考查某幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)，如分子動(dòng)理論、阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律 【自主預(yù)習(xí)或合作探究】 1.氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：(1)分子很小，間距很大，除碰撞外，分子間的相互作用可以忽略。 (2) 氣體分子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目都相等。 (3) (3)分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，大量分子的速率按“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布。 (4) (4)溫度一定時(shí)，某種氣體分子的速率分布是確定的，溫度升高時(shí)，“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律不變，氣體分子的速率增大，分布曲線的峰值向速率大的一方移動(dòng)。 2．氣體的三個(gè)狀態(tài)參量：(1)壓強(qiáng)；(2)體積；(3)溫度。 3．氣體的壓強(qiáng)：(1)產(chǎn)生原因：由于氣體分子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，大量氣體分子不斷碰撞器壁的結(jié)果。 (2)大小：氣體的壓強(qiáng)在數(shù)值上等于氣體作用在單位面積的壓力。公式：p＝F/S。 (3)常用單位及換算關(guān)系： ①國(guó)際單位：帕斯卡，符號(hào)：Pa, 1 Pa＝1 N/m2。 ②常用單位：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)；厘米汞柱(cmHg)。 ③換算關(guān)系：1 atm＝76 cmHg＝1.013105 Pa≈1.0105 Pa。 4．氣體實(shí)驗(yàn)定律 (1)等溫變化—玻意耳定律內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比。 公式：p1V1＝p2V2 或 pV＝C(常量) (2)等容變化—查理定律內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比。 公式：＝ 或 ＝C(常量) 推論式：Δp＝ΔT。 (3)等壓變化—蓋—呂薩克定律內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積與熱力學(xué)溫度成正比。 公式：＝ 或 ＝C(常量) 推論式：ΔV＝ΔT 5．理想氣體狀態(tài)方程 (1)理想氣體：在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體。是一種理想化物理模型。 (2)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程：＝ 或＝C (常量) 。 【拓展延伸】 考點(diǎn) 1：熱力學(xué)定律的圖像問題 一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖像如圖所示，AB、BC分別與p軸和T軸平行，氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)為p0、體積為V0，在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)為2p0，則氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積為______；氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過(guò)程中，對(duì)外做的功為W，內(nèi)能增加了ΔU，則此過(guò)程氣體________(選填“吸收”或“放出”)的熱量為________。 考點(diǎn)2：氣體的壓強(qiáng)計(jì)算 例：如圖所示，一汽缸水平固定在靜止的小車上，一質(zhì)量為m，面積為S的活塞將一定量的氣體封閉在汽缸內(nèi)，平衡時(shí)活塞與汽缸底相距L?，F(xiàn)讓小車以一較小的水平恒定加速度向右運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)發(fā)現(xiàn)活塞相對(duì)于汽缸移動(dòng)了距離d。已知大氣壓強(qiáng)為p0，不計(jì)汽缸和活塞間的摩擦；且小車運(yùn)動(dòng)時(shí)，大氣對(duì)活塞的壓強(qiáng)仍可視為p0；整個(gè)過(guò)程溫度保持不變。求小車加速度的大小。 考點(diǎn)3： 氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)定律的綜合應(yīng)用 例：我國(guó)“蛟龍”號(hào)深海探測(cè)船載人下潛超過(guò)七千米，再創(chuàng)載人深潛新紀(jì)錄。在某次深潛實(shí)驗(yàn)中，“蛟龍”號(hào)探測(cè)到990 m深處的海水溫度為280 K。某同學(xué)利用該數(shù)據(jù)來(lái)研究氣體狀態(tài)隨海水深度的變化。如圖所示，導(dǎo)熱良好的汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體，不計(jì)活塞的質(zhì)量和摩擦，汽缸所處海平面的溫度T0＝300 K，壓強(qiáng)p0＝1 atm，封閉氣體的體積V0＝3 m3。如果將該汽缸下潛至990 m深處，此過(guò)程中封閉氣體可視為理想氣體。(1)求990 m深處封閉氣體的體積(1 atm相當(dāng)于10 m深的海水產(chǎn)生的壓強(qiáng))。(2)下潛過(guò)程中封閉氣體________(填“吸熱”或“放熱”)，傳遞的熱量________(填“大于”或“小于”)外界對(duì)氣體所做的功。 【我的疑惑】 【思維導(dǎo)圖】 【自測(cè)反饋】 如圖所示，光滑水平面上放有一質(zhì)量為M的汽缸，汽缸內(nèi)放有一質(zhì)量為m的可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)的活塞，活塞面積為S?，F(xiàn)用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞達(dá)到相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，求此時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)p。(已知外界大氣壓為p0)