《2.3 气体的等压变化和等容变化 课件—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第三册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2.3 气体的等压变化和等容变化 课件—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第三册（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第3节气体的等压变化和等容变化,第二章气体、固体和液体,1、知道什么是气体的等容变化过程； 2、掌握查理定律的内容、数学表达式；理解p-t图象的物理意义； 3、知道查理定律的适用条件； 4、会用分子动理论解释查理定律。,学习目标,知识点 盖吕萨克定律,(1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比。 气体的等压变化：一定量的气体在压强不变的情况下发生的状态变化叫等压变化。 气体做等压变化时，体积v不与摄氏温度t成正比。,1,新知探究,知识点 盖吕萨克定律,(2)公式： 1 2 2 2 或 C(常量)。 盖吕萨克定律是通过实验发现的； 成立条件：气体质量一定，压强不
2、变； 一定质量的气体在等压变化时，升高(或降低)相同的温度，增加(或减小)的体积是相同的； 常量C与气体的种类、质量和压强有关。,1,新知探究,知识点 盖吕萨克定律,(3)盖吕萨克定律的另一种表现形式：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，温度每升高或降低1 ，增加或减少的体积为0 时体积的 1 273 ，公式为V 0 (1t/273)。 “ 0 ”的含义V0为零摄氏度时的体积，而不是气体初状态时的体积。,1,新知探究,知识点 盖吕萨克定律,(4)图象：一定质量的气体，在压强不变的条件下，体积与热力学温度成正比，在V-T图上等压线为一条延长线通过原点的倾斜直线，如图所示.,1,新知探究,知识
3、点 盖吕萨克定律,例: 一容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外界大气相通，原来容器内气体的温度为27 ，如果把它加热到127 ，从容器中逸出的空气质量是原来质量的多少倍？,1,新知探究,知识点 盖吕萨克定律,解析设逸出的气体被一个无形的膜所密闭，以容器中原来的气体为研究对象，初状态V1V，T1300 K；末状态V2VV，T2400 K，,1,新知探究,知识点 盖吕萨克定律,点睛 此题从容器中逸出空气来看是一个变质量问题，为转化为等压变化问题，从而把逸出的空气看成气体的膨胀，因小孔跟外界大气相通，所以压强不变，因此符合盖吕萨克定律.,1,新知探究,知识点 查理定律,(1)查理定律：一定质量的
4、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，即pT。 (2)数学表达式： (C为比例系数)； ；,2,新知探究,pCT,知识点 查理定律,(3)适用条件： 压强不太大，温度不太低； 气体的质量和体积都不变。,2,新知探究,式中p1、T1和p2、T2分别表示气体在1、2两个不同状态下的压强和温度。,知识点 查理定律,2,新知探究,(4)图像 等容线：一定质量的气体在体积不变时其压强随温度变化关系的直线，叫气体的等容线。即pT图象如图甲所示。,知识点 查理定律,2,新知探究,T图象的特点：一定质量的某种气体，在等容变化过程中，气体的压强p和热力学温度T的图线是过原点的倾斜直线。如图甲
5、所示，且V1V2，即体积越大，斜率越小。,知识点 查理定律,2,新知探究,t图象：一定质量的某种气体，在等容过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等容线是一条延长线通过横轴273.15 的倾斜直线，且斜率越大，体积越小。图象纵轴的截距 0 是气体在0 时的压强。,知识点 查理定律,2,新知探究,例：对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的二倍，则气体温度的变化情况是() A.气体的摄氏温度升高到原来的二倍 B.气体的热力学温度升高到原来的二倍 C.气体的摄氏温度降为原来的一半 D.气体的热力学温度降为原来的一半,知识点 查理定律,2,新知探究,答
6、案B,汞柱移动问题的分析方法,(1)假设法 用液柱或活塞隔开两部分气体，当气体温度变化时，液柱或活塞是否移动？如何移动？此类问题的特点是：气体的状态参量p、V、T都发生了变化，直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难，通常先进行气体状态的假设，然后应用查理定律可以简单地求解。其一般思路为：,名师指点,汞柱移动问题的分析方法,先假设液柱或活塞不发生移动，两部分气体均做等容变化。 对两部分气体分别应用查理定律的分比形式p p，求出每部分气体压强的变化量p，并加以比较。 如果液柱两端的横截面积相等，则若p均大于零，意味着两部分气体的压强均增大，则液柱向p值较小的一方移动；若p均小于零，意味着两部分气体的
7、压强均减小，则液柱向压强减小量较大的一方(即|p|较大的一方)移动；若p相等，则液柱不移动。,名师指点,汞柱移动问题的分析方法,如果液柱两端的横截面积不相等，则应考虑液柱两端的受力变化(pS)，若p均大于零，则液柱向pS较小的一方移动；若p均小于零，则液柱向|pS|值较大的一方移动；若pS相等，则液柱不移动。 要判断活塞的移动方向，则需要选择好研究对象，进行受力分析，综合应用查理定律和力学规律进行推理和判断。,名师指点,汞柱移动问题的分析方法,(2)极限法 所谓极限法就是将问题推向极端。如在讨论压强大小变化时，将变化较大的压强推向无穷大，而将变化较小的压强推向零。这样使复杂的问题变得简单明了。
8、 (3)图象法 利用图象：首先在同一pT图象上画出两段气柱的等容图线，由于两气柱在相同温度下压强不同，所以它们等容线的斜率也不同，气柱的压强较大的等容线的斜率也较大。,名师指点,1.如图所示，两端封闭、粗细均匀、竖直放置的 玻璃管内，有一长为h的水银柱，将管内气体分为两 部分，已知l22l1.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),课堂训练,解析水银柱原来处于平衡状态，所受合外力为零，即此时两部分气体的压强差pp1p2ph.温度升高后，两部分气体的压强都增大，若p1p2，水银柱所受合外力方向向上，应向上移动，若p1p2，水银柱向下移动，若p1p2，水银柱不
9、动.所以判断水银柱怎样移动，就是分析其合外力方向，即判断两部分气体的压强哪一个增大得多. 假设水银柱不动，两部分气体都做等容变化，分别对两部分气体应用查理定律：,课堂训练,解析 所以p1p2，即水银柱上移. 答案水银柱上移,课堂训练,点睛 同一问题可从不同角度考虑，用不同方法求解，培养同学们的发散思维能力.此类问题中，如果是气体温度降低，则T为负值，p亦为负值，表示气体压强减小，那么降温后水银柱应该向压强减小得多的一方移动.,课堂训练,2. 如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置 于竖直平面的U形玻璃管内，右管上端开口且足 够长，右管内水银面比左管内水银面高h，下列 能使h变大的是() A.环境温度升高B.大气压强升高 C.沿管壁向右管内加水银D.U形玻璃管自由下落,课堂训练,解析对左管被封气体：pp0ph，由 C(常数)，可知当温度T升高，大气压p0不变时，h变大，故A正确； 大气压升高，h变小，B错； 向右管加水银时，由温度T不变，p0不变，V变小，p增大，即h变大，C正确； U形玻璃管自由下落，水银完全失重，气体体积增加，h变大，D正确. 答案ACD,课堂训练,谢谢,
