高中物理 第八章 气体 第二节 气体的等容变化和等压变化课堂探究学案 新人教版选修3-3.doc

第二节 气体的等容变化和等压变化课堂探究探究一气体的等容变化问题导引1根据课本中给出的气体等容变化图象(如图所示)，试写出摄氏温标下查理定律的数学表达式。在摄氏温标下应该如何表达查理定律？提示：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如图为不同体积气体的pt图象和pt图象，从图象来分析，等容线的斜率大小与气体体积的大小之间有怎样的对应关系？提示：从图象可以看出，无论是pt图象还是pt图象，都是等容线的斜率越大，体积越小，因此，v1v2。名师精讲1查理定律的两种表述(1)热力学温标下的表述：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成正比，即pt。其表达式为或，写成等式的形式就是pct。(2)摄氏温标下的表述：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，温度每升高(或降低)1 ，增加(或减少)的压强为0 时压强p0的，表达式为：pp0p0，p为t 时的压强。查理定律的两种描述是等价的，可以根据一个关系式推导出另一个关系式pp0p0pp0。由此可得，即。2查理定律的适用条件(1)气体质量一定，体积不变。(2)(实际)气体的压强不太大(小于几个标准大气压)，温度不太低(不低于零下几十摄氏度)。3利用查理定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，即被封闭的气体。(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律成立条件，即是否是质量和体积保持不变。(3)确定初、末两个状态的温度、压强。(4)按查理定律公式列式求解，并对结果进行讨论。4查理定律的重要推论一定质量的某种气体从初状态(p、t)开始发生等容变化，其压强的变化量p与温度的变化量t之间的关系为：pp。5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v1p2。名师精讲1盖吕萨克定律的两种表述(1)热力学温标下的表述：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积v与热力学温度t成正比，即vt，其表达式为。(2)摄氏温标下的表述：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(或减小)的体积是0 时的体积v0的，表达式为vv0v0，v为温度t时的体积。盖吕萨克定律的两种描述是等价的，可以根据一个关系式推导出另一个关系式：vv0v0vv0，由此可得，即。2盖吕萨克定律的适用条件(1)气体质量一定，压强不变。(2)(实际)气体的压强不太大(小于几个标准大气压)，温度不太低(不低于零下几十摄氏度)。3利用盖吕萨克定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，即被封闭气体。(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律成立的条件，即是不是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，并对结果进行讨论。4盖吕萨克定律的重要推论一定质量的气体从初状态(v、t)开始发生等压变化，其体积的改变量v与温度的变化量t之间的关系是vv。5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 。【例题2】 一定质量的某种气体自状态a经状态c变化到状态b，这一过程在vt图上表示如图所示，则()a在过程ac中，气体的压强不断变大b在过程cb中，气体的压强不断变小c在状态a时，气体的压强最大d在状态b时，气体的压强最大解析：气体在过程ac中发生等温变化，由pvc可知，体积减小，压强增大，故a正确。在cb变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由c可知，温度升高，压强增大，故b错误。综上所述，在acb过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态b时的压强最大，故c错误，d正确。答案：ad题后