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1、8 2 气体的等容变化和等压变化 查理定律 盖 吕萨克定律 一 气体的等容变化 1 等容过程 气体在体积不变的情况 下发生的状态变化过程叫做等容过程 2 查理定律 一定质量的某种气体 在体积不变的情况下 压强p与热力 学温度T成正比 p T 可写成 或 1 查理定律是实验定律 由法国科学家查理通 过实验发现的 2 适用条件 气体质量一定 体积不变 3 在p T C中的C与气体的种类 质量 体积 有关 注意 p与热力学温度T成正比 不与摄氏温度成正比 但压强的变化 p与摄氏温度 t的变化成正比 4 一定质量的气体在等容时 升高 或降低 相同的温度 所增加 或减小 的压强是相同的 5 解题时前后两
2、状态压强的单位要统一 3 说明 4 等容线 1 等容线 一定质量的某种气体在等容 变化过程中 压强p跟热力学温度T的正比 关系p T在直角坐标系中的图象叫做等容 线 2 一定质量气体的等容线p T图象 其 延长线经过坐标原点 斜率反映体积大小 如图所示 5 等容线的物理意义 图线上每一个点表示气体一个确定的状 态 同一条等容线上各状态的体积相同 不同体积下的等容线 斜率越大 体 积越小 同一温度下 压强大的体积小 如图 所示 V2 V1 描述一定质量的气体作等容变化的过程的 图线 是下图中哪些 答案 CD 等容过程的p T和p t图象如图所示 随堂练习 练习1 密闭在容积不变的容器中的气体 当
3、温度降低 时 A 压强减小 密度减小 B 压强减小 密度增大 C 压强不变 密度减小 D 压强减小 密度不变 练习2 下列关于一定质量的气体的等容变化的说法 中正确的是 A 气体压强的改变量与摄氏温度成正比 B 气体的压强与摄氏温度成正比 C 气体压强的改变量与热力学温度的改变量成正比 D 气体的压强与热力学温度成正比 D CD 2 在冬季 剩有半瓶热水的暖水瓶经过一 个夜晚 第二天拔瓶口的软木塞时觉得很 紧 不易拔出来 主要原因是 D A 软木塞受潮膨涨 B 瓶口因温度降低而收缩变小 C 白天气温升高 大气压强变大 D 瓶内气体因温度降低而压强减小 如图1所示 容器A和B分别盛有氢气和 氧气
4、 用一段水平细玻璃管连通 管内有 一段水银柱将两种气体隔开 当氢气的温 度为0 氧气温度为20 时 水银柱保 持静止 判断下列情况下 水银柱将怎样 移动 1 两气体均升高20 2 氢气升高10 氧气升高20 3 若初状态如图2所示且气体初温相同 则当两气体均降低10 时 水银柱怎样 移动 答案 1 向B移动 2 向A移动 3 向A 下 移 动 灯泡内充有氮氩混合气体 如果要使灯泡 内的混合气体在500 时的压强不超过 1atm 在20 下充气 灯泡内气体的压强 至多能充到多少 答案 0 38atm 解析 以灯泡内气体为研究对象 温度升 高时体积不变 初状态为20 末状态温 度为500 压强为1
5、atm 应用查理定律即 可求出初状态的压强 二 气体的等压变化 1 等压过程 气体在压强不变的情况 下发生的状态变化过程叫做等压过程 2 盖 吕萨克定律 一定质量的某种 气体 在压强不变的情况下 体积V与 热力学温度成正比 V T 可写成 或 1 盖 吕萨克定律是实验定律 由法国科学 家盖 吕萨克通过实验发现的 2 适用条件 气体质量一定 压强不变 3 在 V C 中的C与气体的种类 质量 压强有关 注意 V正比于T而不正比于t 但 V t 4 一定质量的气体发生等压变化时 升高 或降低 相同的温度 增加 或减小 的体积 是相同的 5 解题时前后两状态的体积单位要统一 3 说明 4 等压线 1
6、 等压线 一定质量的某种气体在等 压变化过程中 体积V与热力学温度T的 正比关系在V T直角坐标系中的图象叫 做等压线 2 一定质量气体的等压线的V T图象 其延长线经过坐标原点 斜率反映压 强大小 如图所示 5 等压线的物理意义 图线上每一个点表示气体一个确 定的状态 同一条等压线上各状态的压 强相同 不同压强下的等压线 斜率越大 压强越小 同一温度下 体积大的压 强小 如图所示 2 1 等压过 程的V T和V t图象如图所示 如图 一导热 性良好的气缸内用活塞封住 一定量的气体 不计活塞与缸壁摩擦 当 温度升高时 改变的量有 A 活塞高度h B 气缸体高度H C 气体压强p D 弹簧长度L
7、 答案 B 小结 一定质量的气体在等容变化时 遵守 查理定律 一定质量的气体在等压变化时 遵守 盖 吕萨克定律 可写成 或 可写成 或 3 一定质量的空气 270 时的体积为 1 0 10 2m3 在压强不变的情况下 温 度升高1000 时体积是多大 4 一定质量的某种气体自状态A经过状态C变化到状 态B 这一过程中V T图上的表示如图所示 则 A 在过程AC中 气体的压强不断变大 B 在过程CB中 气体的压强不断变小 C 在状态A时 气体的压强最大 D 在状态B时 气体的压强最大 5 如图所示 一定质量的理想气体的三种 升温过程 那么 以下四种解释中 哪 些是正确的 A a d 的过程气体体
8、积增加 B b d 的过程气体体积不变 C c d 的过程气体体积增加 D a d 的过程气体体积减小 6 一定质量的气体 压强保持不变 下列过程可以 实现的是 A 温度升高 体积增大 B 温度升 高体积减小 C 温度不变 体积增大 D 温度不变 体积减小 体积为 V 100cm3的空心球带有一根有 刻度的均匀长管 管上共有N 101个 刻度 设长 管与球连接处为 第一个刻 度 以后顺序往上排列 相邻两刻度 间管的体积为 0 2cm3 水银液滴将球 内空气与大气隔开 如图所示 当温度 t 5 时 水银液滴在刻度为N 21的 地方 那么在此大气压下 能否用它 测量温度 说明理由 若能 求其测 量
9、范围 不计热 膨胀 解析 首先应明确气体做等压变化 符合 盖 吕萨克定律条件 根据该定律及其推 论由体积变化进而求温度的变化 因为管口和大气相通 所以球内气体的体 积随温度的升高而膨胀 气体是等压变化 根据盖 吕萨克定律 温度的增加与体积的增加成正比 所以可 以用来测量温度 测量温度的范围应该为气体的体积从V1 100cm3等压变化到V2 100cm3 100 0 2cm3 120cm3 这个范围所对应的 气体温度T1 T2之间 根据题意当T0 273K 5K 278K时 气体的体积 V0 100 20 0 2 cm3 104cm3 答案 能 测量温度的范围是 5 7 47 8 点评 本题易出
10、错在 错将体积用刻度 数乘以0 2cm3 漏掉了空心球的体积 错把摄氏温度当成热力学温度 计算时应采用热力学温度 2010 哈尔滨市模拟 如图所示 A气缸中 用活塞封闭有一定质量的理想气体 温度 为27 活塞与气缸底部距离为h 活塞 截面积为 S 气缸中的活塞通过滑轮系统挂 一重物 质量为m 若不计一切摩擦 当气 体的温度升高10 且系统稳 定后 求重物 m下降的高度 图甲所示是一定质量的理想气体由状态A经过 状态B 变为 状态C的V T图象 已知气体在状态A时的压强 是1 5 105Pa 1 说出A到B过程中压强变化的情形 并根据图象提 供的信息 计算图中TA的温度值 2 请在图乙坐标系中 作出由状态A经过 状态B变为 状态C的p T图象 并在图线 相应位置上标出字母A B C 如果需要计算才能确定有关坐标值 请写出 计算过程 答案 1 200K 2 如图所示 点评 在不同的图象中 只能表达两个状 态参量的关系 第三个参量可通过状态方 程或气体实验定律求得 如图为 0 2mol的某种理想气体压强和温度 关系图线 p0为标 准大气压 则在状态B 时 气体体积为 多少 答案 5 6L
