高中物理 第8章 气体 2 气体的等容变化和等压变化学案 新人教版选修3-3-新人教版高二选修3-3物理学案VIP免费

2气体的等容变化和等压变化[学习目标]1.知道什么是等容变化，理解查理定律的内容和公式．(重点)2.掌握等容变化的pT图线、物理意义并会应用．(重点、难点)3.知道什么是等压变化，理解盖吕萨克定律的内容和公式．(重点)4.掌握等压变化的VT图线、物理意义并会应用．(重点、难点)一、气体的等容变化1．等容变化一定质量的气体在体积不变时压强随温度的变化．2．查理定律(1)文字表述：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成正比．(2)公式表达：p＝CT或＝或＝.(3)图象：从图甲可以看出，在等容过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系．但是，如果把图甲中的直线AB延长至与横轴相交，把交点当作坐标原点，建立新的坐标系(如图乙所示)，那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了．图乙坐标原点的意义为气体压强为0时，其温度为0K．可以证明，新坐标原点对应的温度就是0_K.甲乙(4)适用条件：气体的质量一定，气体的体积不变．二、气体的等压变化1．等压变化质量一定的气体，在压强不变的条件下，体积随温度的变化．2．盖—吕萨克定律(1)文字表述：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．(2)公式表达：V＝CT或＝或＝.(3)适用条件：气体质量一定；气体压强不变．(4)等压变化的图象：由V＝CT可知在VT坐标系中，等压线是一条通过坐标原点的倾斜的直线．对于一定质量的气体，不同等压线的斜率不同．斜率越小，压强越大，如图所示，p2>(选填“>”或“<”)p1.1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在质量和体积不变的情况下，气体的压强与摄氏温度成正比．(×)(2)等容变化的pT图线是一条过坐标原点的直线．(√)(3)一定质量的气体，若体积变大，则温度一定升高.(×)(4)一定质量的某种气体，在压强不变时，其VT图象是过原点的直线．(√)(5)pV＝C，＝C，＝C，三个公式中的常数C是同一个数值．(×)2．(多选)下列描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线不正确的是()ABC[等容变化的过程的pt图象在t轴上的交点坐标是(－273℃，0)，D正确；pT图象是过原点的直线，E正确．]3．在密封容器中装有某种气体，当温度从50℃升高到100℃时，气体的压强从p1变到p2，则为__________．[解析]由于气体做等容变化，所以＝＝＝.[答案]气体的等容变化1．查理定律的适用条件压强不太大，温度不太低的情况．当温度较低，压强较大时，气体会液化，定律不再适用．2．公式变式由＝得＝或Δp＝p1，ΔT＝T1.3．等容线(1)pT图象①意义：反映了一定质量的气体在等容变化中，压强p与热力学温度T成正比．②图象：过原点的直线．③特点：斜率越大，体积越小(2)pt图象①意义：反映了一定质量的气体在等容变化中，压强p与摄氏温度t的线性关系．②图象：倾斜直线，延长线与t轴交点为－273.15℃.③特点：连接图象中的某点与(－273.15℃，0)连线的斜率越大，体积越小．【例1】有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡A内封有一定量气体，与A相连的B管插在水槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出．设B管的体积与A玻璃泡的体积相比可忽略不计．在1标准大气压下对B管进行温度刻度(1标准大气压相当于76cmHg的压强，等于101kPa)．已知当温度t1＝27℃时，管内水银面高度x＝16cm，此高度即为27℃的刻度线，问t＝0℃的刻度线在何处？[解析]选玻璃泡A内的一定量的气体为研究对象，由于B管的体积可略去不计，温度变化时，A内气体经历的是一个等容过程．玻璃泡A内气体的初始状态：T1＝300K，p1＝(76－16)cmHg＝60cmHg；末态，即t＝0℃的状态：T0＝273K.由查理定律得p＝p1＝×60cmHg＝54.6cmHg.所以t＝0℃时水银面的高度，即刻度线的位置是x0＝(76－54.6)cm＝21.4cm.[答案]21.4cm利用查理定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，即被封闭的气体．(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律成立条件，即是否是质量和体积保持不变．(3)确定初、末两个状态的温度、压强．(4)按查理定律公式列式求解，并对结果进行讨论．1．有一上端开口、竖直放置的玻璃管，管中有一段15cm长的水银柱将一些空气封闭...