气体的等容变化和等压变化 课件(人教选修3-3)

1、第第2 2节节理解理解教材教材新知新知把握把握热点热点考向考向知识点一知识点一知识点二知识点二考向一考向一考向二考向二 第第八八章章应用应用创新创新演练演练随堂基础巩固随堂基础巩固课时跟踪训练课时跟踪训练考向三考向三 自学教材自学教材 1等容变化等容变化 一定质量的某种气体，在一定质量的某种气体，在 不变时，不变时， 随随 的的变变 化。化。 2查理定律查理定律 (1)内容：内容： 一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学与热力学温度温度T成成 。体积体积正比正比压强压强温度温度质量质量CT体积体积原点原点重点诠释重点诠释 2对等容线的理解对等

2、容线的理解 (1)pt图中的等容线图中的等容线 pt图中的等容线是一条延长线通过横坐标图中的等容线是一条延长线通过横坐标273 的的倾斜直线。倾斜直线。 图图821甲中纵轴上的截距甲中纵轴上的截距p0是气体是气体0 时的压强。时的压强。 等容线的斜率和气体的体积大小有关，体积越大，斜率等容线的斜率和气体的体积大小有关，体积越大，斜率越小，在图乙中画一条平行于越小，在图乙中画一条平行于p轴的虚线，分别交等容线于轴的虚线，分别交等容线于A、B、C、D四点，分别过四点，分别过A、B、C、D四点向四点向p轴作垂线，垂足轴作垂线，垂足分别为分别为p1、p2、p3、p4，则，则p1p2p3p4，那么，那么

3、VAVBVCVD，即，即V1V2V3V4。图图8211一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度由一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度由0 升高到升高到 10 时，其压强的增加量为时，其压强的增加量为p1，当它由，当它由100 升高到升高到110 时，其压强的增加量为时，其压强的增加量为p2，则，则p1与与p2之比是之比是 ()A1 1 B1 10C10 110 D110 10解析：解析：等容变化，这四个状态在同一条等容线上，因等容变化，这四个状态在同一条等容线上，因T相同，相同，所以所以p也相同。也相同。答案：答案：A自学教材自学教材 1等压变化等压变化 一定质量的某种气体，在一定质量的某

4、种气体，在 不变时，不变时， 随随 的的变化。变化。 2盖吕萨克定律盖吕萨克定律 (1)内容：内容： 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与与热力学温度热力学温度T成成 。体积体积压强压强温度温度正比正比CT质量质量压强压强原点原点重点诠释重点诠释 2等压线等压线 (1)如图如图822甲所示为甲所示为Vt图中的等压线，这是一条延图中的等压线，这是一条延长线过长线过273 的倾斜直线，纵轴上截距的倾斜直线，纵轴上截距V0表示气体在表示气体在0 时时的体积。等压线的斜率大小取决于压强的大小，压强越大，的体积。等压线的斜率大小取决于压强的大小，压

5、强越大，斜率越小。图中四条等压线的关系为：斜率越小。图中四条等压线的关系为：p1p2p3p4。图图8222一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了1/2，若气体，若气体 原来温度为原来温度为27 ，则温度的变化是，则温度的变化是()A升高升高450 K B升高了升高了150 C升高了升高了40.5 D升高了升高了450 答案：答案：B 例例1有人设计了一种测温装置，其有人设计了一种测温装置，其结构如图结构如图823所示。玻璃泡所示。玻璃泡A内封有一内封有一定量气体，与定量气体，与A相连的相连的B管插在水银槽中，管插在水银槽中，管内水银面的高度管内水银面的

6、高度x即可反映泡内气体的温即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接管上的刻度直接读出。设读出。设B管的体积与管的体积与A泡的体积相比可略泡的体积相比可略去不计。去不计。图图823 (1)在标准大气压下对在标准大气压下对B管进行温度刻度管进行温度刻度(标准大气压相当标准大气压相当于于76 cmHg)。已知当温度。已知当温度t127 时，管内水银面高度时，管内水银面高度x116 cm，此高度即为，此高度即为27 的刻度线。问的刻度线。问t0 的刻度线在的刻度线在x为为多少厘米处？多少厘米处？ (2)若大气压已变为相当于若大气压已变为相当于75 cmHg柱的压

7、强，利用该测温柱的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为装置测量温度时所得读数仍为27 ，问此时实际温度为多少？，问此时实际温度为多少？ 思路点拨思路点拨解答本题应明确题设解答本题应明确题设B管的体积与管的体积与A泡的体积泡的体积相比可略去不计，因此相比可略去不计，因此A泡内气体状态变化可认为是等容变化，泡内气体状态变化可认为是等容变化，然后再根据查理定律求解。然后再根据查理定律求解。答案答案(1)21.4 cm(2)22 借题发挥借题发挥 明确研究对象，确认体积不变，选好初、末状态，明确研究对象，确认体积不变，选好初、末状态，正确计算压强正确计算压强利用平衡条件或牛顿第二定律对活塞利用平

8、衡条件或牛顿第二定律对活塞进行分析，利用查理定律列式求解。进行分析，利用查理定律列式求解。1电灯泡内充有氮氩混合气体，如果要使灯泡内的混合气体电灯泡内充有氮氩混合气体，如果要使灯泡内的混合气体 在在500 时的压强不超过一个大气压，则在时的压强不超过一个大气压，则在20 的室温下的室温下 充气，电灯泡气体压强至多能充到多少？充气，电灯泡气体压强至多能充到多少？答案：答案：0.38 atm 例例2如图如图824所示，汽缸所示，汽缸A中封闭中封闭有一定质量的气体，活塞有一定质量的气体，活塞B与与A的接触是光滑的接触是光滑且不漏气的，且不漏气的，B上放一重物上放一重物C，B与与C的总重为的总重为G，

9、大气压为，大气压为p0。当汽缸内气体温度是。当汽缸内气体温度是20 时，时，活塞与汽缸底部距离为活塞与汽缸底部距离为h1；求当汽缸内气体温度是；求当汽缸内气体温度是100 时，时，活塞与汽缸底部的距离是多少？活塞与汽缸底部的距离是多少？图图824答案答案1.3h1误区警示误区警示(1)解题时易把摄氏温度当成热力学温度；解题时易把摄氏温度当成热力学温度；(2)此题中在温度变化时，隐含条件是压强不变。此题中在温度变化时，隐含条件是压强不变。2.如图如图825所示，上端开口的圆柱形汽缸所示，上端开口的圆柱形汽缸 竖直放置，截面积为竖直放置，截面积为5103 m2，一定质，一定质 量的气体被质量为量的

10、气体被质量为2.0 kg的光滑活塞封闭在的光滑活塞封闭在 汽缸内，其压强为汽缸内，其压强为_ Pa(大气压强取大气压强取 1.01105 Pa，g取取10 m/s2)。若从初温。若从初温27 开始加热气体，使活塞离汽缸底部的高度由开始加热气体，使活塞离汽缸底部的高度由0.50 m缓慢地变缓慢地变 为为0.51 m，则此时气体的温度为，则此时气体的温度为_ 图图825答案：答案：1.0510533 例例3如图如图826甲所示，是一定质量的气体由甲所示，是一定质量的气体由状态状态A经过状态经过状态B变为状态变为状态C的的VT图像。已知气体在图像。已知气体在状态状态A时的压强是时的压强是1.5105

11、 Pa。图图826 (1)说出从说出从A到到B过程中压强变化的情形，并根据图像提过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图中供的信息，计算图中TA的温度值。的温度值。 (2)请在图乙坐标系中，作出由状态请在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态经过状态B变为状变为状态态C的的pT图像，并在图线相应位置上标出字母图像，并在图线相应位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程。如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程。 思路点拨思路点拨读懂图像，明确各阶段的变化性质，应用读懂图像，明确各阶段的变化性质，应用对应的规律即可解决问题。对应的规律即可解决问题。 在乙

12、图中的图像如图所示。在乙图中的图像如图所示。 答案答案(1)200 K(2)见解析见解析 借题发挥借题发挥 利用图像问题，常常要添加辅助线，适当地添加辅助利用图像问题，常常要添加辅助线，适当地添加辅助线就可利用图像有关特点，简化解题过程。线就可利用图像有关特点，简化解题过程。3. 一定质量气体的状态变化过程的一定质量气体的状态变化过程的pV图图 线如图线如图827所示，其中所示，其中A是初始态，是初始态， B、C是中间状态。是中间状态。AB为双曲线的一部为双曲线的一部 分，分，BC与纵轴平行，与纵轴平行，CA与横轴平行。与横轴平行。 如将上述变化过程改用如将上述变化过程改用pT图线和图线和VT图图 线表示，则在图线表示，则在图828所示的各图中正确的是所示的各图中正确的是 ()图图827图图828解析：解析：在在pV图像中，气体由图像中，气体由AB是等温过程，且