2018-2019学年高中物理 第八章 气体 第2节 气体的等容变化和等压变化课件 新人教版选修3-3.ppt

第2节气体的等容变化和等压变化,学习目标1知道等容变化，掌握查理定律及其应用，理解pT图像的意义。2知道等压变化，掌握盖吕萨克定律及其应用，理解VT图像的意义。3会应用查理定律和盖吕萨克定律处理问题。,一、气体的等容变化1等容变化：_的某种气体在体积不变时_随_的变化叫作等容变化。2查理定律(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成_比。,一定质量,压强,温度,正,(2)公式：p_或_。(3)适用条件：气体的_不变，_不变。(4)图像(图821),CT,质量,体积,图821,一定质量的气体，在体积不变时，其pT图像是一条过_的直线，即等容线。,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：一定质量的某种气体，在_不变时，_随_的变化。2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V与热力学温度T成_。,压强,体积,温度,正比,CT,(3)适用条件：气体的_不变；气体的_不变。(4)图像：(图822),图822,一定质量的气体，在压强不变时，其VT图像是一条过原点的_，即等压线。,质量,压强,直线,自主思考想一想在pT图像或VT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0K，只能无限接近于0K，当温度太低时，气体实验定律不再成立。,炎热的夏天，给汽车轮胎充气时，一般都不会充得太足(如图823所示)；给自行车轮胎打气时，也不能打得太足。这是什么原因呢？,图823,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。,考点一气体的等容变化,图824,例1气体温度计结构如图825所示。玻璃测温泡A内充有气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h114cm，后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，此时测得D中水银面高出O点h244cm。求恒温槽内的温度(已知外界大气压相当于76cm高水银柱产生的压强，0对应的热力学温度为273K)。,图825,审题指导A气体体积不变。由两水银面高度差计算A气体压强。【解析】设恒温槽的温度为T2，由题意知T1273KA内气体发生等容变化，根据查理定律得,【答案】364K(或91),答案D,2容积为2L的烧瓶，在压强为1.0105Pa时，用塞子塞住，此时温度为27，当把它加热到127时，塞子被打开了，稍过一会儿，重新把盖子塞好，停止加热并使它逐渐降温到27，求：(1)塞子打开前的最大压强；(2)27时剩余空气的压强。,(2)塞子塞紧后，选瓶中剩余气体为研究对象：初态：p11.0105Pa，T1400K末态：p2？，T2300K由查理定律可得,答案(1)1.33105Pa(2)0.75105Pa,考点二气体的等压变化,图826,例2在如图827所示的汽缸中封闭着温度为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10cm，如果缸内空气变为0，问：(1)重物是上升还是下降？(2)这时重物将从原处移动多少距离？(设活塞与汽缸壁间无摩擦),图827,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V110S(cm3)，温度T1373K，,【答案】(1)上升(2)2.7cm,名师点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)一定质量的理想气体经历如图828所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四段过程在VT图上都是直线段，ab和cd的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，由图可以判断Aab过程中气体压强不断减小Bbc过程中气体压强不断减小Ccd过程中气体压强不断增大Dda过程中气体压强不断增大,图828,解析由图像知，papbpcpd，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829，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。,图829,现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为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,液柱移动的方向是热学中常见的一类问题。由气体温度的变化而引起液柱的移动的判断，常采用的分析方法有如下三种：(1)假设法：假设液柱不动，运用查理定律分析液柱两侧气体压强的变化。若压强变化相同，假设成立，即液柱不动；若压强变化不同，进一步判断出液柱移动方向。,思想方法液柱移动问题,(2)图像法：如图8210甲所示，水银柱处于静止，当温度变化时，水银柱移动情况的判断可用pT图像法。假设水银柱不动，两部分气体都为等容变化，在同一pT坐标系中画出两段气柱的等容线，如图乙所示，在温度相同时p1p2，得气柱l1等容线的斜率较大，当两气柱升高相同的温度T时，其压强的增量p1p2，水银柱上移，反之当两气柱降低相同温度T时，水银柱下移。,图8210,例题(多选)如图8211所示为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为VA、VB，压强变化量为pA、pB，对液面压力的变化量为FA、FB，则A水银柱向上移动了一段距离BVAVBCpApBDFAFB,图8211,【答案】AC,如图8212所示，两端封闭的U形玻璃管中有一段水银将空气柱隔成A、B两部分，当管竖直放置时，玻璃管内的空气柱长分别为LA和LB，现将玻璃管周围的温度逐渐升高，则ALA变长，LB变短BLA变短，LB变长CLA和LB都不变D条件不足，不能推