高中物理第八章气体第2节气体的等容变化和等压变化问题导学案新人教选修.docx

第2节气体的等容变化和等压变化课堂合作探究问题导学一、对查理定律的理解活动与探究11根据课本所给出的气体等容变化图象，试写出摄氏温标下查理定律的数学表达式。在摄氏温标下应该怎样表述查理定律？2尝试根据等容线说明为什么绝对零度是低温的极限，只能接近，不能达到？3等容线的斜率大小与气体体积大小之间有怎样的对应关系？迁移与应用1容积为2 L的烧瓶，在压强为1.0105 Pa时，用塞子塞住瓶口，此时温度为27 ，当把它加热到127 时，塞子被弹开了，稍过一会儿，重新把塞子塞好，停止加热并使它逐渐降温到27 ，求：（1）塞子弹开前的最大压强；（2）27 时剩余空气的压强。1公式：C或；2成立条件：气体质量一定，体积不变；3等容过程的pT图象和pt图象（1）pT图象：一定质量的某种气体，在等容过程中，气体的压强p和热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线，如图所示，且V1V2，即体积越大，斜率越小。（2）pt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，如图所示，等容线是一条延长线通过横轴273 的点的倾斜直线，且斜率越大，体积越小。图象纵轴的截距p0是气体在0 时的压强。等容线在pT图象中是一条经过原点的直线，而在pt图象中不过原点，其延长线与横轴的交点为273 。二、对盖吕萨克定律的理解活动与探究21试写出摄氏温标下盖吕萨克定律的数学表达式。在摄氏温标下应该怎样表述盖吕萨克定律？2等压线的斜率大小与气体体积大小之间有怎样的对应关系？迁移与应用2一定质量的气体，27 时体积为1.0102 m3，在压强不变的情况下，温度升高到100 时体积为多少？盖吕萨克定律1公式：C或。2成立条件：气体质量一定，压强不变。3等压变化的VT图象和Vt图象（1）VT图象：一定质量的某种气体，在等压过程中，气体的体积V与热力学温度T的图线是过原点的倾斜直线，如图所示，且p1p2，即压强越大，斜率越小。（2）Vt图象：一定质量的某种气体，在等压过程中，体积V与摄氏温度t是一次线性函数，不是简单的正比例关系，如图所示，图象纵轴的截距V0是气体在0 时的体积，等压线是一条延长线通过横轴上273 的点的倾斜直线，且斜率越大，压强越小。等压变化中的VT图线是过原点的一条直线，而Vt图线不过原点，其反向延长线与横轴的交点为273 。当堂检测1一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度由0 升高到10 时，其压强的增加量为p1，当它由100 升高到110 时，其压强的增加量为p2，则p1与p2之比为（）A11 B110C10110 D110102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（）A软木塞受潮膨胀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压强减小3图中描述一定质量的气体做等容变化的图线是（）4一个密闭的钢管内装有空气，在温度为20 时，压强为1 atm，若温度上升到80 ，管内空气的压强约为（）A4 atm BatmC1.2 atm Datm5用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的可乐易拉罐容积V355 mL，假设在室温（17 ）罐内装有0.9V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为1 atm。若易拉罐能承受的最大压强为1.2 atm，则保存温度不能超过多少摄氏度？答案：课堂合作探究【问题导学】活动与探究1：1答案：根据pt图象是一次函数，而且将图线延长之后与横轴t的交点坐标为（273 ，0），摄氏温标下查理定律的数学表达式为ptp0p0，式中p0是气体在0 时的压强。在摄氏温标下查理定律应该表述为：一定质量的气体，在体积不变时，温度每升高（或降低）1 ，增大（或减小）的压强等于它在0 时压强的。2答案：在pT坐标系中，等容线是一条延长线通过原点的倾斜直线。事实上，在温度很低时，查理定律已不适用了。由查理定律外推得出的结果表明，绝对零度时，气体压强为零，说明分子将停止运动，这是不可能的，所以，绝对零度是低温的极限，只能接近，不能达到。正因为如此，在pT坐标系中画等容线时，原点附近一小段应画成虚线，表示它仅是外推的结果。3答案：一定质量的气体在不同容积的容器中做等容变化时，在pT直角坐标系中，得到的是通过坐标原点的倾斜直线。直线的斜率越大，体积越小。迁移与应用1：答案：（1）1.33105 Pa（2）0.75105 Pa解析：塞子弹开前，瓶内气体的状态变化为等容变化。塞子打开后，瓶内有部分气体会逸出，此后应选择瓶中剩余气体为研究对象，再利用查理定律求解。（1）塞子打开前，选瓶中气体为研究对象：初态：p11.0105 Pa，T1（27327）K300 K末态：p2？T2（273127）K400 K由查理定律可得p2Pa1.33105 Pa。（2）塞子塞紧后，选瓶中剩余气体为研究对象：初态：p11.0105 Pa，T1400 K末态：p2？T2300 K由查理定律可得p2Pa0.75105 Pa。活动与探究2：1答案：在课本中，盖吕萨克定律写成C（常量）或运用等比定理可得V1V0V0在摄氏温标下盖吕萨克定律应该表达为：一定质量的气体，在压强不变的条件下，温度每升高（或降低）1 增加（或减小）的体积等于它在0 时体积的。2答案：一定质量的气体在不同压强下做等压变化时，在VT坐标系中得到的是通过坐标原点的一倾斜直线，直线的斜率越大，压强越小。迁移与应用2：答案：1.24102 m3解析：初状态V11.0102 m3，T1（27273）K300 K末状态：V2?T2（100273）K373 K由得V2V11.0102 m31.24102 m3。【当堂检测】1A解析：此过程为等容变化，因T相同，所以p也相同。2D3CD解析：由查理定律知，一定质量的气体，在体积不变时，其压强和热力学温度成正比，C正确，A、B错误；在pt图象中，直线与横轴的交点表示热力学温度的零度，D正确。4C解析：由查理定律