江苏省灌南高级中学高中物理 8.2 气体的等容变化和等压变化导学案 新人教版选修33(1).doc

江苏省灌南高级中学高中物理 8.2 气体的等容变化和等压变化导学案 新人教版选修3-34【预习基础知识】 学习目标 1.知道什么是等容变化，知道查理定律的内容和公式及其应用（重点）.2.理解等容变化的p-t图像及其物理意义.3.知道什么是等压变化，知道盖-吕萨克定律的内容和公式及其应用（重点、难点）.4.理解等压变化的v-t图像及其物理意义.自主预习一、气体的等容变化查理定律1.内容 .2.公式 .3.气体等容变化的图象（p-t图象）作法：以横轴表示热力学温度t，纵轴表示压强p，根据实际数据取单位，定标度，描出表示气体状态的若干个点，用平滑线连接各点便是p-t图象.特点：在p-t直角坐标系中，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p-t直角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.一定质量气体在不同容积的容器中作等容变化时，得到的是通过坐标原点的一簇倾斜直线图8.2-1 图8.2-2（见图8.2-1）.直线的斜率越大，体积越小. 如果以横轴表示摄氏温度，纵轴表示压强，一定质量气体的等容线是一条不过原点的倾斜直线，在纵轴上的截距表示0 时的压强，其斜率，与体积有关.一定质量气体保持不同的体积时，可得到一簇倾斜直线.图线越陡，对应的体积越小，在图8.2-2中，v2v1.二、气体的等压变化盖吕萨克定律1.内容： 2.公式： 3.气体等压变化的图象（v-t图象）作法：以横轴表示热力学温度t，纵轴表示体积v，根据实际数据取单位，定标度，描出表示气体状态的若干个点，用平滑线连接各点便得v-t图象.（见图8.2-3）图8.2-3特点： 在v-t直角坐标系中，等压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，盖吕萨克定律已不适用了，因此 ，在v-t直角坐标系中画等压线时，原点附近一小段应画成虚线.一定质量气体在不同压强下做等压变化时，得到的是通过坐标原点的一簇倾斜直线（见图8.2-3）.直线的斜率越大，压强越小. 【突破核心知识】典型例题一、等容变化查理定律例1.上端开口竖直放置的玻璃管，内横截面积为0.10 cm2，管中有一段15 cm长的水银柱将一些空气封闭在管中，如图8.2-4，此时气体的温度为27 .当温度升高到30 时，为了使气体体积不变，需要再注入多少克水银？设大气压强为p0=75 cmhg且不变，水银密度=13.6 g/cm3. 图8.2-4 【解题小结】使用查理定律解题，仍然是找出气体变化的两个状态参量，对于多段气体，使用方程仍然是对同一气体的两个不同状态.使用查理定律解决等容变化问题的一般程序:（1）选定体积不变一定质量的气体为研究对象；（2）分析初状态的压强和温度；（3）据查理定律列方程；（4）解方程，对结果进行讨论.【针对训练】1.封闭在贮气瓶中的某种气体，当温度升高时，下列说法中正确的是(容器的膨胀忽略不计) ( )a.密度不变，压强增大 b.密度不变，压强减小c.压强不变，密度增大 d.压强不变，密度减小二、等压变化盖吕萨克定律例2.如图8.2-5所示，气缸中封闭有一定质量的气体，活塞b与a光滑接触且不漏气，上放一重物，与的总量为，大气压为0。当气缸内气体温度是20时，活塞与气缸底部距离为h1；当气缸内气体温度是100时活塞与气缸底部的距离是多少？图8.2-5 【解题小结】使用盖吕萨克定律解决等容变化问题的一般程序:（1）确定研究对象,即某被封闭气体；（2）分析被研究气体在状态变化时是否符合定律成立条件,即是否是质量和压强保持不变；（3）分别找出初、末状态的温度、体积；（4）根据盖吕萨克定律列方程求解，并对结果进行讨论.【针对训练】2.如图8.2-6所示，三支粗细相同的玻璃管，中间都用一段水银柱封住温度相同的空气柱，且v1=v2v3，h1h2=h3.若升高相同的温度，则管中水银柱向上移动最多的是 （ ）a.丙管 b.甲管和乙管c.乙管和丙管 d.三管中水银柱上移一样多图8.2-6【随堂自我测评】1.如图8.2-7所示，左侧封口的u形玻璃管中的水银柱，封住a、b两段空气柱，静止时弯曲的水银柱两个端面的高度差为h，较短的直水银柱长为l，不考虑玻璃管和水银柱的热膨胀现象.下列判断正确的是 （ ）a.只对空气柱a加热，h将变小，空气柱b也变短b.只对空气柱b加热时，空气柱b变长，但h不变c.对空气柱a、b同时加热，使它们的温度升高相同，在水银不溢出的情况下，h将变小d.从开口管外缓慢注入一些水银，使l增大，h也将增大 图8.2-72.下面所示的四个图象是一定质量的气体，按不同的方式由状态a变到状态b，则反映气体变化过程中从外界吸热的是 （ ） 【课后知能提升】1.一定质量的理想气体，经过一个压缩过程后，体积减小为原来的一半，这个过程可以是等温的、绝热的或等压的过程.在这三个过程中如图8.2-8所示,以下说法正确的是 （ ）a.绝热过程做功最多 b.等温过程做功最多c.等压过程内能减小 d.等温过程对外放热 图8.2-82.一定质量的理想气体经过一系列过程，如图8.2-9所示，下列说法中正确的是 （ ）a.ab过程中，气体体积增大，压强减小b.bc过程中，气体压强不变，体积增大c.ca过程中，气体压强增大，体积变小d.ca过程中，气体压强增大，体积不变图8.2-93.如图8.2-10所示是一定质量的气体从状态a经状态b到状态c的p-t图象.已知气体在状态b时的体积是8 l，求va和vc. 图8.2-10【拓展知识视野】 查理简介查理(17461823年)，法国物理学家。1746年11月12日生于法国波其赛。他学过多种学科，后来当上政府管理人员。离开政府工作以后，他致力于科学实验，重复地验证了富兰克林做过的许多实验。从1795年起直到他逝世为止，演示、讲课一直没有间断，时间长达30年左右。1795年他被选进巴黎科学院，并任物理学教授。1783年查理与罗伯特兄弟合作，制造了第一个氢气球，这个气球是用薄绸制成的，外面涂上橡胶，上升的高度超过1英里，轰动一时。 1787年查里发表了有关“电学实验”、“温标比较”等方面的文章。 1823