《8.2气体的等容变化和等压变化(人教版选修3-3)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《8.2气体的等容变化和等压变化(人教版选修3-3)（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、8.2气体的等容变化 和等压变化教学目标 l1知识要求：l（1）知道什么是气体的等容变化过程；l（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；l（3）知道查理定律的适用条件；l（4）会用分子动理论解释查理定律。l2能力要求： l 通过演示实验，培养学生的观察能力、分析 能力和实验研究能力。l3方法要求： l 培养学生运用数学方法解决物理问题的能力 由图象总结出查理定律。l重点、难点分析l1查理定律的内容、数学表达式、图象及适用条 件是重点。l2气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄 氏温度成正比；气体原来的压强、气体在零摄氏 度的压强，这些内容易混淆。l教具l1引入新课的
2、演示实验l 带有橡皮塞的滴液瓶、加热装置。l2演示一定质量的气体保持体积不变时，压强与 温度的关系l 查理定律演示器、水银气压计、搅棒、食盐和适 量碎冰、温度计、保温套、容器。在物理学中，当需要研究三个物理量之间间的关系时时 ，往往采用“控制变变量法”保持一个量不变变，研 究其它两个量之间间的关系，然后综综合起来得出所要 研究的几个量之间间的关系。 1、等容变化：当体积（V）保持不变时, 压强（p） 和温度（T）之间的关系。一、气体的等容变化：一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的， 体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（n） 也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平 均速率
3、（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之 当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小。2、查理定律： 一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高 （或降低） 1，增加（或减少）的压强等于它0时 压强的1/273 或一定质量的某种气体,在体积保持不变的情况下, 压 强p与热力学温度T成正比.3、公式：4、查理定律的微观解释：一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度每升 高（或降低） 1，增加（或减少）的体积等于它 0时体积的1/273二、气体的等压变化： 1、等压变化：当压强（ p ）保持不变时, 体积（ V ） 和温度（ T ）之间的关系.3、公式：或一定质量的某种气体,在压强p保持不变的
4、情况下, 体积V与热力学温度T成正比.2、盖吕萨克定律：一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温 度的比值是一个常数。 n为气体的摩尔数，R为普适气体恒量4、盖吕萨克定律的微观解释： 一定质量（m）的理想气体的总分子数（N）是一定 的，要保持压强（p）不变，当温度（T）升高时， 全体分子运动的平均速率v会增加，那么单位体积内 的分子数（n）一定要减小（否则压强不可能不变） ，因此气体体积（V）一定增大；反之当温度降低时 ，同理可推出气体体积一定减小 三、气态方程1A由查理定律可知，一定质量的理想气体在体积不变时，它的压强随温度变化关系如图中实线表示。把这个结论进行合理外推，便可得出图中t
5、0 ；如果温度能降低到t0，那么气体的压强将减小到 Pa。t()p(Pa)0t0273015一定质质量的理想气体在等容变变化过过程中测测得，气体在0时时的压压强为为P0， 10时时的压压强为为 P10，则则气体在21时时的压压强在下述各表达式中正确的是 ( )A B C DA DA . 两次管中气体压强相等 B . T1时管中气体压强小于T2时管中气体压强 C . T1T25、如图所示，A端封闭有气体的U形玻璃管倒插入 水银槽中，当温度为T1时，管中水银面处在M处， 温度为T2时，管中水银面处在N处，且M、N位于同一高度，若大气压强不变，则：（ ）MNA A D12对于一定质量的理想气体，可能
6、发生的过程是 ( )A压强和温度不变，体积变大B温度不变，压强减少，体积减少C体积不变，温度升高，压强增大，D压强增大，体积增大，温度降低C17如图所示，导热性能良好的气缸开口向下，缸内 用一活塞封闭一定质量的气体，活塞在气缸内可以自 由滑动且不漏气，其下方用细绳吊着一重物，系统处 于平衡状态。现将细绳剪断，从剪断细绳到系统达到 新的平衡状态的过程可视为一缓慢过程，在这一过程 中气缸内 ( )A气体从外界吸热B单位体积的气体分子数变大C气体分子平均速率变大D单位时间单位面积器壁上受到气体分子撞击的次 数减少B12.（2）在图所示的气缸中封闭着温度为100的空 气, 一重物用绳索经滑轮与缸中活塞
7、相连接, 重物和 活塞均处于平衡状态, 这时活塞离缸底的高度为10 cm,如果缸内空气变为0, 问:重物是上升还是下降？这时重物将从原处移动多少厘米?(设活塞与气缸壁间无摩擦) 气体初态态体积积V1=10S cm3, 温度T1=373 K, 则则重物上升高度h=107.4=2.6 cm解:可得h =7.4 cm据末态温度T2=273 K， 体积设为V2=hScm3 (h为活塞到缸底的距离)分析可知缸内气体作等压变化. 设活塞截面积为S cm2,缸内气体温度降低, 压强减小, 故活塞下移, 重物上升.10如图图所示，一竖竖直放置的气缸由两个截面积积不同 的圆圆柱构成，各有一个活塞且用细细杆相连连
8、，上、下分 别别封有两部分气体A和B，两活塞之间间是真空，原来活 塞恰好静止，两部分气体的温度相同，现现在将两部分 气体同时缓时缓 慢升高相同温度，则则（ ）（A）两活塞将静止不动动 （B）两活塞将一起向上移动动 （C）A气体的压压强改变变量比B气体 的压压强改变变量大 （D）无法比较较两部分气体的压压强 改变变量的大小ACBB C14. 如图所示，内壁光滑的绝热气缸竖直立于地面上，绝热活塞将一定质量的气体封闭在气缸中，活塞 静止时处于A位置。现将一重物轻轻地放在活塞上 ，活塞最终静止在B位置。若除分子之间相互碰撞 以外的作用力可忽略不计，则活塞在B位置时与活 塞在A位置时相比较 （ ） A气
9、体的温度可能相同 B气体的内能可能相同 C单位体积内的气体分子数不变 D单位时间内气体分子撞击单位面积气缸壁的次数一定增多图（甲 ）A图（乙 ）BD13如图所示, 两端开口的弯管, 左管插入水银槽中, 右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则 （ ）（A）弯管左管内外水银面的高度差为h（B）若把弯管向上移动少许, 则管内气体体积增大（C）若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升（D）若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升A C Dh解见下页环境温度升高，封闭气体体积增大， 则右管内的水银柱沿管壁上升，D对。解析：封闭气体的压强等于大气压与水银柱产生压强之差， 故左管内外水银面高度
10、差也为h，A对；弯管上下移动，封闭气体温度和压强不变，体积不变 ，B错C对；h21（10分）如图，水平放置的汽缸内壁光滑，一个 不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分，两部 分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热。开始时 ，A气体的体积是B的一半，A气体的温度是17C，B气 体的温度是27C，活塞静止。现缓慢加热汽缸内气体 ， 使A、B两部分气体的温度都升高10C，在此过程中 活塞向哪个方向移动？某同学是这样解答的：先设法保持A、B气体的体积 不变，由于两部分气体原来的压强相等，温度每升高 1C，压强就增加原来的1/273，因此温度都升高10C ，两边的压强还相等，故活塞不移动。你认为该认
11、为该 同学的思路是否正确？如果认为认为 正确，请请 列出公式加以说说明；如果认为认为 不 正确，请请指出错误错误 之处处，并确定 活塞的移动动方向。AB解： 该同学思路不正确。 在体积不变的情况下，一定质量的理想气体温度每升 高1C，压强就增加0C时压强的1/273，而现在A、B 的温度不同而压强相等，说明0C时它们的压强不相等 ，因此升高相同的温度后，最后的压强不等。 设想先保持A、B的体积不变, 当温度分别升高10C时, 对A有同理，对B有由于pApB， 所以pApB 故活塞向右移动。20、如图所示，气缸内封闭有一定质量的理想气体，当时温度为0，大气压为1atm(设其值为105Pa)、气缸
12、横截面积为500cm2，活塞重为5000N。则：（1）气缸内气体压强为多少？（2）如果开始时内部被封闭气体的总体积为 汽缸上部体积为 ，并且汽缸口有个卡环可以卡住活塞，使之只能在汽缸内运动，所有摩擦不计。现在使气缸内的气体加热至273，求气缸内气体压强又为多少？30解：(1)由受力平衡可知：(2)缸内气体先做等压变化，活塞将运动到卡环处就 不再运动，设此时温度为T1 ， 有 所以接下来继续升温，气缸内气体将做等体积变化，设 所求压强为p2，故有 代入可得 3019、（10分）如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸 竖直放置，截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和 一形状不规则的固体A封闭在气缸
13、内。在气缸内距缸底 60cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。 开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0（ p0=1.0105 Pa为大气压强），温度为300K。现缓慢加 热汽缸内气体，当温度为330K，活塞恰好离开a、b;当 温度为360K时, 活塞上升了4cm。求:(1)活塞的质量(2)物体A的体积ba更多课件: 全套09届课件集(143个课件) 联系庞老师设物体A的体积为V，气体的状态参量为：气体从状态1到状态2为等容过程：代入数据得代入数据得 m=4kg气体从状态2到状态3为等压过程：解：20、（12分）一根两端开口、粗细均匀的长直玻璃管 横截面积为S210-3m2，竖直
14、插入水面足够宽广的水 中。管中有一个质量为m0.4kg的密闭活塞，封闭一 段长度为L066cm的气体，气体温度T0=300K，如图 所示。开始时，活塞处于静止状态，不计活塞与管壁 间的摩擦。外界大气压强P01.0105Pa， 水的密度1.0103kg/m3。试问： （1）开始时封闭气体的压强多大？ （2）现保持管内封闭气体温度不变，用 竖直向上的力F缓慢地拉动活塞。当活塞 上升到某一位置时停止移动,此时F6.0N， 则这时管内外水面高度差为多少？ 管内 气柱长度多大？ （3）再将活塞固定住，改变管内气体的温度，使管内 外水面相平，此时气体的温度是多少？L0（1）当活塞静止时，（2）当F=6.0
15、N时，有：管内外液面的高度差 由玻意耳定律P1L1S=P2L2S解：空气柱长度L0（3）P3=P0=1.0105Pa L3=68+10=78cm T2=T1气体温度变为变为由气态方程题目12-2.（本题供使用选修33教材的考生作答）如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体，已知 容器横截面积为S，活塞重为G，大气压强为P0 .若活 塞固定，密封气体温度升高1,需吸收的热量为Q1 ； 若活塞不固定，且可无摩擦滑动，仍使密封气体温度 升高1，需吸收的热量为Q2 。（1）Q1和Q2哪个大些？气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同？ （2）求在活塞可自由滑动时，密封气体温度升高1，活塞上升的高度h。设密闭气体温度升高1,内能的增量为U,则有U=Q1 U=Q2+W 对活塞用动能定理得：W内+W大气Gh=0 W大气=P0Sh W=W内
