气体的等容变化和等压变化

1、,第八章 气体, 8.2 气体的等容变化和等压变化,等容变化： 一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化.,在等容变化中，气体的P与V可能存在什么关系？,一.等容变化,一.等容变化,实验结论： 一定质量的气体,在体积不变的情况下,它的压强与温度（热力学温度）成正比.,或,(查里定律),课后提升:试证明气体在等容变化时， 升高相同的温度所增加的压强相同.,一.等容变化,一定质量的气体的PT图线其延长线过原点.,能否画出一定质量的气体的P-t图像呢？,图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状态的体积相同,不同体积下的等容线,斜率越大,体积越小（同一温度下,压强大的体积小）

2、,V2V1,p 与热力学温度T 成正比,不与摄氏温度成正比，但压强的变化p 与摄氏温度t 的变化成正比,查理是法国物理学家.1746年11月12日诞生于法国卢瓦雷的贝奥京西.,大约在1787年，查理着手研究气体的膨胀性质，发现在压力一定的时候,气体体积的改变和温度的改变成正比.他进一步发现，对于一定质量的气体，当体积不变的时候，温度每升高l，压力就增加它在0时候压力的1273.查理还用它作根据，推算出气体在恒定压力下的膨胀速率是个常数.这个预言后来由盖吕萨克和道尔顿（1766一1844）的实验完全证实.,查理（Jacques-Alexandre-Csar Charles，1746l823）,一

3、.等容变化,高压锅内的食物易熟,一.等容变化,打足气的车胎在阳光下曝晒会胀破,瘪了的乒乓球在热水中能恢复原状,隔夜装了热水的保温杯，难以拧开是什么原因？,典例练习,一定质量的氢气在0C时的压强是9104pa， 保持氢气的体积不变,在30C时的压强是多大?,解题思路：,T1=273K；T2=303K,由查理定律得：,注意运用查理定律时，应该将温度的单位转换为热力学温度.,等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化.,二.等压变化,实验结论: 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.,或,课后提升:试证明气体在等压变化时， 升高相同的温度所增加的体积

4、相同.,(盖-吕萨克定律),盖吕萨克（UosephLollis Gaylussac，17781850年）法国化学家、物理学家.,盖吕萨克1778年9月6日生于圣莱昂特.1800年毕业于巴黎理工学校. 1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72岁.,1802年，盖吕萨克发现气体热膨胀定律(即盖吕萨克定律)压强不变时，一定质量气体的体积跟热力学温度成正比.即V1/T1=V2/T2=C恒量.,其实查理早就发现压强与温度的关系，只是当时未发表，也未被人注意.直到盖-吕萨克重新提出后，才受到重视.早年都称“查理定律”，但为表彰盖-吕萨克的贡献而称为“查理-盖吕萨克定律”.,二、等压变化,一定质量的气体的V

5、T图线其延长线过原点.,二、等压变化,图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等压线上各状态的压强相同,不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小（同一温度下，体积大的压强小）,P1P2,如图所示,两端开口的弯管,左管插入水银槽中, 右管有一段高为h 的水银柱,中间封有一段空气, 则( ) A.弯管左管内外水银面的高度差为h B.若把弯管向上移动少许, 则管内气体体积增大 C.若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升 D.若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升,ACD,p0+gh,p,x,p,p0+gx,p0+gx= p0+gh,封闭气体温度和压强不变，体积不变,体积增大,则右管内的水

6、银柱沿管壁上升,典例练习,小结：,一定质量的气体在等容变化时，遵守查理定律,可写成或,可写成或,一定质量的气体在等压变化时，遵守盖吕萨克定律,在图所示，气缸中封闭着温度为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10 cm,如果缸内空气变为0, 问: 重物是上升还是下降？ 这时重物将从原处移动多少厘米? (设活塞与气缸壁间无摩擦),温度降低,压强减小,故活塞下移,重物上升.,利用等容变化,等压变化,得h =7.4 cm,重物上升高度h=107.4=2.6 cm,课堂练习,某种气体在状态A时压强2105Pa,体积为1m3,温度为200

7、K, (1)它在等温过程中由状态A变为状态B,状态B 的体积为2m3,求状态B 的压强. (2)随后,又由状态B 在等容过程中变为状态C ,状态C 的温度为300K,求状态C 的压强.,玻意耳定律,pAVA= pBVB,pB=105Pa,查理定律,pC=1.5105Pa,典例练习,如图,水平放置的汽缸内壁光滑,一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分,两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热.开始时,A气体的体积是B的一半,A气体的温度是17C,B气体的温度是27C,活塞静止.现缓慢加热汽缸内气体, 使A、B两部分气体的温度都升高10C,在此 过程中活塞向哪个方向移动？,设想先保持A、

8、B的体积不变,对A有,对B有,活塞向右移动.,查理定律,典例练习,pA=pB,查理定律的分比形式推导,如图,水平放置的汽缸内壁光滑,一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分,两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热.开始时,A气体的体积是B的一半,A气体的温度是17C,B气体的温度是27C,活塞静止.现缓慢加热汽缸内气体, 使A、B两部分气体的温度都升高10C,在此 过程中活塞向哪个方向移动？,典例练习,p、T 相同,pApB,活塞向右移动.,降低,温度升高,压强增大,活塞向左移动.,温度降低,压强减小,即: pApB,即: pApB,如图,水平放置的汽缸内壁光滑,一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分,两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热.开始时,A气体的体积是B的一半,A气体的温度是17C,B气体的温度是27C,活塞静止.现缓慢加热汽缸内气体, 使A、B两部分气体的温度都升高10C,在此 过程中活塞向哪个方向移动？,典例练习,pA=pB,TATB,pApB,活塞向右移动.,如图,升高相同的温度时：,即: pApB,如图所示，气缸内封闭有一定质量的理想气体，当时温度为0，大气压为1atm(设其值为105Pa)、气缸横截面积为500cm2，活塞重为5000N。则： (1)