《人教高中物理选修3-3同步课件：第八章 气体 第2节》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教高中物理选修3-3同步课件：第八章 气体 第2节（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2节 气体的等容变化和等 压变化 学习目标 1 知道等容变变化 掌握查查理定律及其应应用 理解 p T图图像的意义义 2 知道等压变压变 化 掌握盖 吕萨吕萨 克定律及其应应用 理解V T图图像的意义义 3 会应应用查查理定律和盖 吕萨吕萨 克定律处处理问题问题 基础落实 新知探究 一 气体的等容变化 1 等容变化 的某种气体在体积积不变变 时时 随 的变变化叫作等容变变化 2 查理定律 1 内容 一定质质量的某种气体 在体积积不变变的情 况下 压压强p与热热力学温度T成 比 一定质质量 压压强温度 正 2 公式 p 或 3 适用条件 气体的 不变变 不变变 4 图图像 图图8 2 1 CT
2、 质质量体积积 图图8 2 1 一定质质量的气体 在体积积不变时变时 其p T图图像是一条 过过 的直线线 即等容线线 原点 自主思考 判一判 1 一定质量的气体做等容变化时 气体的压强与 温度成正比 2 公式 C中C与体积有关 3 一定质量的气体在体积不变的情况下 压强p与 摄氏温度t成线性关系 二 气体的等压变化 1 等压变化 一定质质量的某种气体 在 不 变时变时 随 的变变化 2 盖 吕萨克定律 1 内容 一定质质量的某种气体 在压压强不变变的情 况下 体积积V与热热力学温度T成 压压强 体积积温度 正比 CT 3 适用条件 气体的 不变变 气体的 不变变 4 图图像 图图8 2 2
3、图图8 2 2 一定质质量的气体 在压压强不变时变时 其V T图图像是一条 过过原点的 即等压线压线 质质量压压强 直线线 自主思考 想一想 在p T图像或V T图像中 靠近原点的部分要用 虚线表示 这是为什么 答案 气体温度不可能等于0 K 只能无限接近于 0 K 当温度太低时时 气体实验实验 定律不再成立 炎热热的夏天 给给汽车轮车轮 胎充气时时 一般都不会充 得太足 如图图8 2 3所示 给给自行车轮车轮 胎打气时时 也 不能打得太足 这这是什么原因呢 图图8 2 3 提示 轮胎体积一定 由查理定律知 气体压强 与热力学温度成正比 当轮胎打足气后 温度升高车 胎内压强增大 车胎易胀破 考
4、点一 气体的等容变化 课堂互动 突破考点 图图8 2 4 例1 气体温度计结计结 构如图图8 2 5所示 玻璃测测温泡A内充有气体 通过细过细 玻璃管B和水银压银压 强计计相连连 开始时时A处处于冰水混合物中 左管C中 水银银面在O点处处 右管D中水银银面高出 O点h1 14 cm 后将A放入待测测恒温槽 中 上下移动动D 使C中水银银面仍在O 点处处 此时测时测 得D中水银银面高出O点h2 44 cm 求恒温槽内的温度 已知外 界大气压压相当于76 cm高水银银柱产产生 的压压强 0 对应对应 的热热力学温度为为 273 K 图图8 2 5 审题指导 A气体体积不变 由两水银面高度差计算A气
5、体压强 解析 设恒温槽的温度为T2 由题意知T1 273 K A内气体发生等容变化 根据查理定律得 答案 364 K 或91 答案 D 2 容积为积为 2 L的烧烧瓶 在压压强为为1 0 105 Pa时时 用塞子塞住 此时时温度为为27 当把它加热热到127 时时 塞子被打开了 稍过过一会儿 重新把盖子塞好 停止加热热并使它逐渐渐降温到27 求 1 塞子打开前的最大压压强 2 27 时时剩余空气的压压强 2 塞子塞紧后 选瓶中剩余气体为研究对象 初态 p1 1 0 105 Pa T1 400 K 末态 p2 T2 300 K 由查理定律可得 答案 1 1 33 105 Pa 2 0 75 10
6、5 Pa 考点二 气体的等压变化 图图8 2 6 例2 在如图图8 2 7所示的汽 缸中封闭闭着温度为为100 的空气 一重 物用绳绳索经经滑轮轮与缸中活塞相连连接 重物和活塞均处处于平衡状态态 这时这时 活 塞离缸底的高度为为10 cm 如果缸内空 气变为变为 0 问问 1 重物是上升还还是下降 2 这时这时 重物将从原处处移动动多少距 离 设设活塞与汽缸壁间间无摩擦 图图8 2 7 审题指导 气缸内气体做等压变化 由盖 吕萨克定律求气体体积的变化 解析 1 缸内气体温度降低 压强减小 故 活塞下移 重物上升 2 根据题意分析可知缸内气体做等压变化 设活 塞截面积为S cm2 气体初态体积V
7、1 10S cm3 温度T1 373 K 答案 1 上升 2 2 7 cm 名师师点拨拨 盖 吕萨克定律解题的一般步骤 1 确定研究对象 即某被封闭气体 2 分析状态变化过程 明确初 末状态 确认在 状态变化过程中气体的质量和压强保持不变 3 分别找出初 末两状态的温度 体积 4 根据盖 吕萨克定律列方程求解 5 分析所求结果是否合理 3 多选选 一定质质量的理想气体经历经历 如图图8 2 8所示的一系列过过程 ab bc cd和da这这四段过过程在V T图图上都是直 线线段 ab和cd的延长线长线 通过过坐标标原点O bc垂直于ab 由图图可以判断 A ab过过程中气体压压强不断减小 B b
8、c过过程中气体压压强不断减小 C cd过过程中气体压压强不断增大 D da过过程中气体压压强不断增大 图图8 2 8 解析 由图像知 pa pb pc pd 因此ab过程压 强不变 bc过程压强减小 cd过程压强不变 da过程压 强增大 故B D正确 A C错误 答案 BD 4 2018 全国卷 如图图8 2 9 一竖竖直放置的汽缸上端开口 汽缸壁内有 卡口a和b a b间间距为为h a距缸底的高度 为为H 活塞只能在a b间间移动动 其下方密 封有一定质质量的理想气体 已知活塞质质量 为为m 面积为积为S 厚度可忽略 活塞和汽 缸壁均绝热绝热 不计计它们们之间间的摩擦 开 始时时活塞处处于静
9、止状态态 上 下方气体 压压强均为为p0 温度均为为T0 图图8 2 9 现现用电热丝缓电热丝缓 慢加热热汽缸中的气体 直至活塞刚刚 好到达b处处 求此时时汽缸内气体的温度以及在此过过程中 气体对对外所做的功 重力加速度大小为为g 解析 开始时活塞位于a处 加热后 汽缸中的气 体先经历等容过程 直至活塞开始运动 设此时汽缸 中气体的温度为T1 压强为p1 根据查理定律有 此后 汽缸中的气体经历等压过程 直至活塞刚 好到达b处 设此时汽缸中气体的温度为T2 活塞位于a 处和b处时气体的体积分别为V1和V2 根据盖 吕萨克 定律有 液柱移动动的方向是热热学中常见见的一类问题类问题 由气 体温度的变
10、变化而引起液柱的移动动的判断 常采用的分 析方法有如下三种 1 假设设法 假设设液柱不动动 运用查查理定律分析液 柱两侧侧气体压压强的变变化 若压压强变变化相同 假设设成立 即液柱不动动 若压压强变变化不同 进进一步判断出液柱 移动动方向 思想方法 液柱移动问题 2 图图像法 如图图8 2 10甲所示 水银银柱处处于 静止 当温度变变化时时 水银银柱移动动情况的判断可用p T图图像法 假设设水银银柱不动动 两部分气体都为为等容变变 化 在同一p T坐标标系中画出两段气柱的等容线线 如 图图乙所示 在温度相同时时p1 p2 得气柱l1等容线线的斜 率较较大 当两气柱升高相同的温度 T时时 其压压
11、强的增 量 p1 p2 水银银柱上移 反之当两气柱降低相同温 度 T时时 水银银柱下移 图图8 2 10 例题题 多选选 如图图8 2 11所示为为 竖竖直放置的上细细下粗的密闭细闭细 管 水银银 柱将气体分隔成A B两部分 初始温度 相同 使A B升高相同温度达到稳稳定后 体积变积变 化量为为 VA VB 压压强变变化 量为为 pA pB 对对液面压压力的变变化量 为为 FA FB 则则 A 水银银柱向上移动动了一段距离 B VA VB C pA pB D FA FB 图图8 2 11 答案 AC 如图图8 2 12所示 两端封闭闭的U形玻 璃管中有一段水银银将空气柱隔成A B两部分 当管竖竖直放置时时 玻璃管内的空气柱长长分 别为别为LA和LB 现现将玻璃管周围围的温度逐渐渐升 高 则则 A LA变长变长 LB变变短 B LA变变短 LB变长变长 C LA和LB都不变变 D 条件不足 不能推断 图图8 2 12 解析 由题意可知 在原来温度 设为 T0 下pB pA 我们假设LA和LB不变 可作 出如右图所示的两条等容线 由图像可看 出斜率大的是B气体的等容线 斜率小的是 A气体的等容线 当温度升高 T时 即从横 轴T0向右移 T 从图中看出 pB pA 故 B端水银面要上升 A端水银面要下降 所 以B正确 答案 B 本讲结束 请按ESC键返回 综合训练 能力提升
