学沪科版选修33 2.3查理定律和盖·吕萨克定律 课件（2）（30张）.ppt

2 3查理定律和盖 吕萨克定律 思考 气体体积不变时 其压强与温度有什么关系 为什么夏天自行车车胎的气不能打得太足 为什么热水瓶倒出一些水后盖上瓶塞 过一段时间后很难取出瓶塞 1 在体积不变的条件下 气体的压强与温度的关系 1 等容变化 气体在体积保持不变的情况下发生的状态变化 叫做等容变化 2 实验探究 dis实验 实验装置 一定质量的气体 在体积不变的情况下 温度每升高 或降低 1 增加 或减小 的压强等于它在0 时压强的1 273 2 热力学温度与摄氏温度的关系 t 273 t t t 0k 273 是低温的极限 一定质量的某种气体 在体积不变的情况下 它的压强跟热力学温度成正比 这个规律叫做查理定律 用数学公式来表示 1 查理定律 一定质量的某种气体 体积不变时 压强与热力学温度成正比 p0为00c时的压强 pt为t0c时的压强 一定质量的气体 在体积不变的情况下 温度每升高 或降低 1 增加 或减小 的压强等于它在0 时压强的1 273 点击 查理定律的微观解释 一定质量的气体 在体积不变的情况下 单位体积内所含有的分子数是不变的 当温度升高时 分子的运动加剧 分子的平均速率增大 因而 不仅单位时间内分子撞击器壁的次数增多 而且每次撞击器壁的冲力也增大 所以气体的压强增大 温度降低时 情况恰好相反 2 等容图线 等容过程的p t图象是一条倾斜的直线 叫做等容线 等容线的延长线通过坐标原点 这时的温度为ok p ctv1 v2 质量相等时 斜率小的体积大 封闭在容器中的气体 当温度升高时 下面的哪个说法是正确的 不计容器的膨胀 密度和压强均增大 密度增大 压强减小 密度不变 压强增大 密度增大 压强不变 c 2 一个密闭容器里的气体 在 时压强8 104pa 给容器加热 气体的压强为1 0 105pa时温度升高到多少摄氏度 68 25 封闭在容积不变的容器内装有一定质量的气体 当它的温度为27 时 其压强为4 104pa 那么 当它的温度升高到37 时 它的压强为多大 解 因为气体体积不变 故气体为等容变化 初态 1 4 104pa t1 273 27 273 300k 末态 未知 t2 273 37 273 310k 由查理定律可知 变形可得 4 104 310 300 4 13 104 pa 例题 如果家用热水瓶中的热水没有灌满而被盖紧瓶塞 而且瓶塞的密封程度又很好的话 经过一段时间后再打开瓶塞时可能会比较困难 设灌开水时水温为970c 再次想打开瓶塞时水温为570c 瓶口的横截面积为s 10cm2 大气压为标准值 取p0 105pa 试估算再次打开瓶塞时手指至少要用多大的向上作用力 分析 被封闭在瓶内的空气为研究对象 不考虑水汽的影响 用查理定律 求出末压强 根据内外压力差求出打开瓶塞所须向上的力 解 p p0 t t0 t0 370k t 330k 代入数据可得 p 0 89 105 手向上作用力为f 则f ps p0s f ps p0s 105 0 89 105 10 10 4 11n 例题 高压锅的锅盖密封良好 盖上有一个排气孔 上面倒扣一个限压阀 利用其重力将排气孔压住 加热后 当锅内气压达到一定程度时 气体就会把限压阀顶起来 使高压气排出 这样就使锅内能保持一个较高的稳定的压强 设限压阀的质量为m 0 1kg 横截面直径为d 2cm 排气孔直径为d 0 3cm 大气压为标准值 取p0 105pa 则锅内气压最大可达多少pa 若压强每增加3 6kpa 水的沸点相应升高10c 那么高压锅内的水温最高能达到多高 解答 高压气刚好把限压阀顶起时 由图知p p0 mg s 其中s是排气孔的横截面积 不是限压阀的横截面积 因为只有排气孔面积内的内外气压不同 得p 2 4 105pa 每增加3 6kpa沸点升高10c 现在压强比标准大气压增加1 4 105pa 所以沸点升高1 4 105 3 6 103 390c 因此锅内水温最高可达1390c 分析 由刚好把限压阀顶起时的受力图可求当时锅内的压强p 再由压强差求沸点 电灯泡内充有氦氩混合气体 如果要使电灯泡内的混合气体在5000c时的压强不超过一个大气压 则在200c的室温下充气 电灯泡内气体压强至多能充到多少 p2 0 38p1 0 38 atm 某住宅四楼一居民家厨房发生管道煤气泄漏爆炸事故 爆炸时厨房温度从常温迅速升高到1800 请估算此时产生的气体压强约为多少个大气压 提示 将煤气看作理想气体 在爆炸瞬间近似看做是一等容过程 7atm 在室温下两端封闭的均匀的玻璃管水平放置 管内空气被一段水银柱隔开成为左右两部分 左边空气柱长为右边空气柱长度的2倍 如图8 40所示 现将玻璃管投入80 的热水中 仍保持其水平 那么 a 水银柱向左移动 b 水银柱向右移动c 水银柱不动 d 不能确定 假设水银柱不动则a b气体将作等容变化 p t p t因为pa pb ta tb ta tb所以 pa pb即水银柱保持不动 选c 如果 玻璃管竖直放置则水银如何移动 若a b两部分气体的温度不同则又如何 用玻意耳定律和查理定律推导出一定质量的气体在压强保持不变的条件下 气体体积和温度之间的关系 3 盖 吕萨克定律 一定质量的气体在压强不变时 它的体积与热力学温度成正比 盖 吕萨克定律表明 体积是热力学温度的正比例函数 它的v t图象是一条倾斜的直线 叫做等压线 延长等容线可以看到 当v 0时 等容线的延长线通过坐标原点 这时的温度为ok 等压线 isobar p1 p2 v t cp1 p2 斜率越大表示气体的压强越小 烧瓶 带软木塞 玻璃管 橡皮连接管 水银压强计 温度计 盛水容器 冰 冷水 几种不同温度的 热水 调节水银压强计的可动管a 使b管水银面始终保持在同一水平面上 改变气体温度 得到多次压强值 一只烧瓶上连一根玻璃管 用橡皮管把它跟一个水银压强计连在一起 从而在烧瓶内封住一定质量的空气 上下移动压强计 使得其中的两段水银柱的高度在同一水平面上 标记下 管水银柱的高度 将烧瓶放入纯净冰水混合物中 观察压强计水银柱的高度变化情况 瓶中气温降低 温度为t1 b柱上升 a柱下降 瓶中气体体积减小 a管下降 使 管中水银柱高度与开始时相同 保证气体体积不变 记录下 水银柱的高度差h1 以得出内外气