高中物理 第八章 气体 2 气体的等容变化和等压变化课堂互动学案 新人教版选修3-3-新人教版高二选修3-3物理学案VIP专享VIP免费

2气体的等容变化和等压变化课堂互动三点剖析1.对查理定律和盖·吕萨克定律的理解及应用(1)查理定律①可表示为TP=恒量或2211TPTP.②它的适用范围温度不太低，压强不太大.③应用时注意单位统一.④据等比定理可得Pt=P0)2731(t.即一定质量的气体，在体积不变时，温度每升高(或降低)1℃，增大(或减小)的压强等于它在0℃时压强的2731.(2)盖·吕萨克定律①可写成TV=恒量或者2211TVTV.②适用范围是温度不太低和压强不太大.③解决实际问题时要单位统一.④运用等比定理可得Vt=V0(1+273t).即：一定质量的气体，在压强不变的条件下，温度每升高(或降低)1℃增加(或减小)的体积等于它在0℃时体积的273t.2.等容线和等压线的分析及应用(1)等容线一定质量的气体，体积不变时，压强与热力学温度成正比，在P—T坐标系中等容线为过原点的直线，图中8-2-3中，A、B两状态体积相等.图8-2-3(2)等压线因m，P一定，V与T成正比，在V—T图中，等压线应为过原点的直线.图8-2-4中，A、B两状态压强是相同的.1图8-2-4各个击破【例1】如图8-2-1所示，是伽利略设计的一种测温装置，玻璃泡A内封有一定质量的空气，与A相连的B管插在水银槽中.制作时，先给球形容器微加热，跑出一些空气，插入水银槽中时，水银能上升到管内某一高度.试证明管内外液面高度差h与温度t成线性函数关系.设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计.图8-2-1证明：由于题设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计，因此A泡内气体状态变化可认为是等容变化.制作时先给玻璃泡A微微加热，跑出一些空气.设此时温度为t0，管内气体的状态为初状态，则p1=p0，温度为T1=t0+273.把细管插入水银槽中，管内外水银面的高度差为h，此时管内气体的状态为末状态，则p2=p0-ρgh，T2=t+273由查理定律得：p1/T1=p2/T2273273000tghPtP化简上式得：gtttph)273()(000对上式进行讨论.当外界大气压p0不变时，上式变为：gttpgttph)273()273(00000设gttpa)273(000，gtpb)273(00∴h=a-bt,h与t是一次函数,即成线性关系.类题演练1上端开口竖直放置的玻璃管，内横截面积为0.10cm2.管中有一段15cm长的水银柱将一些空气封闭在管中，如图8-2-2，此时气体的温度为27℃.当温度升高到30℃时，为了使气体体积不变，需要再注入多少克水银？设大气压强为p0=75cmHg且不变.水银密度ρ=13.6×103kg/m3.2图8-2-2解析：设再注入水银柱长xcm，以封闭在管中气体为研究对象初态：p1=p0+ph=90cmHg，T1=300K未态：p2=(90+x)cmHg，T2=303K由查理定律p2/T2=p1/T1代入已知数据得x=0.9cm则注入水银的质量m=ρxs=13.6×0.9×0.1g=1.2g答案：m=1.2g【例2】如图8-2-5所示，一定质量的理想气体的三种变化过程，以下四种解释中，哪些是正确的？图8-2-5A.a到d的过程气体体积增加B.b到d的过程气体体积不变C.c到d的过程气体体积增加D.a到d的过程气体体积减小解析：在P—T图线上等容线的延长线是过原点的直线，且体积越大，直线的斜率越小，由此可见，Va＜Vb＜Vc，所以选项AB是正确的.答案：AB类题演练2一定质量的某种气体从状态A经状态C变化到状态B，如图8-2-6所示()图8-2-6A.在A到C的过程中气体的压强不断增大B.在C到B的过程中气体的压强不断变小C.在状态A时，气体的压强最大D.在状态B时，气体的压强最大解析：在V—T图线上等压线的延长线是过原点的直线，且压强越大，直线的斜率越小，由此可见从状态A到状态C再到状态B，压强一直增大，故正确选项为AD答案：AD3