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1页
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文档简介

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

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