人教版选修33 气体的等容变化和等压变化 课件（41张）.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p t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v t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8 2 1 ct 质量 体积 图8 2 1 一定质量的气体 在体积不变时 其p t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8 2 2 图8 2 2 一定质量的气体 在压强不变时 其v t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p t图像或v t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8 2 3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8 2 3 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8 2 4 例1 气体温度计结构如图8 2 5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h1 14cm 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h2 44cm 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8 2 5 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t1 273ka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 0 105pa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 p1 1 0 105pa t1 400k末态 p2 t2 300k由查理定律可得 答案 1 1 33 105pa 2 0 75 105pa 考点二气体的等压变化 图8 2 6 例2 在如图8 2 7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8 2 7 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v1 10s cm3 温度t1 373k 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8 2 8所示的一系列过程 ab bc cd和da这四段过程在v t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a ab过程中气体压强不断减小b bc过程中气体压强不断减小c cd过程中气体压强不断增大d da过程中气体压强不断增大 图8 2 8 解析由图像知 pa pb pc pd 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8 2 9 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8 2 9 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8 2 10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p t图像法 假设水银柱不动 两部分气体都为等容变化 在同一p t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p1 p2 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 p1 p2 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8 2 10 例题 多选 如图8 2 11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b va vbc pa pbd fa fb 图8 2 11 答案 ac 如图8 2 12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a la变长 lb变短b la变短 lb变长c la和lb都不变d 条件不足 不能推断 图8 2 12 解析由题意可知 在原来温度