高中物理 第2章 气体定律与人类生活 2.3 查理定律和盖—吕萨克定律教师用书 沪科版选修3-3-沪科版高二选修3-3物理学案VIP免费

2．3查理定律和盖—吕萨克定律学习目标知识脉络1.知道什么是等容变化和等压变化.2.知道查理定律和盖—吕萨克定律的内容及表达式，会用定律解决相关问题．(重点、难点)3.知道p－T图像、V－T图像的物理意义，并会运用其分析、处理等容、等压变化过程．(难点)探究等容过程[先填空]1．等容变化一定质量的气体，在体积不变时，压强和温度的关系．2．查理定律(1)内容：一定质量的气体，在体积保持不变的条件下，压强与热力学温度成正比．(2)公式：＝C或＝.(3)等容变化的图像：p－t图像是不过原点的直线，表示p与t不是简单的正比关系，而是一次函数关系；p－T图像是过原点的一条直线，斜率表示C.(4)条件：气体的质量一定，体积保持不变．[再判断]1．在体积不变的条件下，压强与热力学温度成正比．(×)2．热力学温度T＝t＋273K，且ΔT＝Δt.(√)3．一定质量的气体，压强与摄氏温度成正比．(×)[后思考]如果横轴用摄氏温度，则等容变化的pt图像是怎样的？【提示】根据T＝t＋273K，p＝CT＝C(t＋273)．当p＝0时，t＝－273℃，故pt图像为直线，但不通过坐标原点．1．查理定律的表述(1)＝＝恒量(C)(2)＝(3)＝(p0是指0℃时该气体的压强)所以p＝p0·＝p0·＝p0(1＋)因此查理定律也可表述为：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)的压强等于它的0℃时压强的.2．等容线(1)p－t图中的等容线1①p－t图中的等容线是一条延长线通过横坐标－273.15℃的倾斜直线．②图231中纵轴上的截距p0是气体0℃时的压强．图231③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232中画一条平行于p轴的虚线，分别交等容线于A、B、C、D四点，分别过A、B、C、D四点向p轴作垂线，垂足分别为p1、p2、p3、p4，则p1＜p2＜p3＜p4，那么VA＞VB＞VC＞VD，即V1＞V2＞V3＞V4.图232(2)p－T图中的等容线①p－T图中等容线是一条通过原点的倾斜直线．②斜率k＝＝C(常数)与气体体积有关，体积越大，斜率越小．如图233所示，四条等容线的关系为：V1＞V2＞V3＞V4.图2331．如图234所示为一定质量气体的等容线，下面说法中正确的是()图234A．直线AB的斜率是B．0℃时气体的压强为p0C．温度在接近0K时气体的压强为零D．BA延长线与横轴交点为－273℃E．压强p与温度t成正比【解析】在pt图像上，等容线的延长线与t轴的交点坐标为－273℃，从图中可以看出，0℃时气体压强为p0，因此直线AB的斜率为，A、B、D正确；在接近0K时，气体已液化，因此不满足查理定律，压强不为零，C错误；压强p与温度t的关系是线性关系而不是成正比，E错误．【答案】ABD22．用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸．我们通常用的可乐易拉罐容积V＝335mL.假设在室温(17℃)下罐内装有0.9V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为1atm.若易拉罐能承受的最大压强为1.2atm，则保存温度不能超过多少？【解析】本题为一定质量的气体发生等容变化，取CO2气体为研究对象．初态：p1＝1atm，T1＝(273＋17)K＝290K，末态：p2＝1.2atm，T2待求．由查理定律＝得T2＝＝K＝348K.t＝(348－273)℃＝75℃.【答案】75℃利用查理定律解题的一般步骤(1)明确研究对象，并判断是否满足其适用条件．(2)确定始末状态参量(p1、T1，p2、T2)．(3)根据查理定律列方程求解(注意p1和p2、T1和T2统一单位)．等压过程与盖—吕萨克定律[先填空]1．等压变化一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积和温度的关系．2．盖－吕萨克定律(1)内容：一定质量的气体，在压强保持不变的条件下，体积与热力学温度成正比．(2)公式：＝C或＝.(3)等压变化的V－T图像：一定质量的气体的等压线是一条过原点的直线，斜率表示C.(4)条件：气体的质量一定，压强保持不变．[再判断]1．一定质量的气体，若体积变大，则温度一定升高.(×)2．一定质量的某种气体，在压强不变时，其VT图像是过原点的直线．(√)3．pV＝C，＝C，＝C，三个公式中的常数C是同一个数值．(×)[后思考]相传三国时期著名的军事家、政治家诸葛亮被司马懿困于平阳，无法派兵出城求救．就在此关键时刻，诸葛亮发明了一种可以升空的信号灯——孔明灯，并成功进行了信号联络，其...