高中物理第八章气体第节气体的等容变化和等压变化综合训练新人教版选修.doc

2 气体的等容变化和等压变化1。

一定质量的气体，压强保持不变,下列过程可以实现的是（ A )A。

温度升高，体积增大B.温度升高,体积减小C.温度不变，体积增大D。

温度不变,体积减小解析：一定质量的气体,压强保持不变时，其体积和热力学温度成正比，则温度升高，体积增大；温度降低,体积减小；温度不变，体积也不发生变化,故A正确.2.（2019·湖北黄冈检测）民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸"在皮肤上。

其原因是,当火罐内的气体（ B )A。

温度不变时,体积减小,压强增大B。

体积不变时,温度降低,压强减小C。

压强不变时,温度降低,体积减小D。

质量不变时,压强增大，体积减小解析：体积不变，当温度降低时，由查理定律=C可知，压强减小，故B项正确.3。

如图所示是一定质量的气体从状态A经状态B到状态C的V T图象，由图象可知( D )A.p A〉p BB。

p C<p BC。

V A<V BD.T A<T B解析：由V-T图象可以看出由A→B是等容过程,T B>T A，故p B>p A,A,C项错误，D项正确;由B→C为等压过程,p B=p C,故B项错误.4.两个容器A，B,用截面均匀的水平细玻璃管连通，如图所示，A,B所装气体的温度分别为17 ℃和27 ℃,水银柱在管中央平衡，如果两边温度都升高10 ℃,则水银柱将( A ）A。

向右移动B.向左移动C.不动D。

条件不足,不能确定解析:假设水银柱不动，A，B气体都做等容变化,由Δp=p知Δp∝,因为T A〈T B，所以Δp A>Δp B,所以水银柱向右移动.5.（2019·湖南湘潭检测）（多选)如图所示，在汽缸中用活塞封闭一定质量的气体,活塞与汽缸壁间的摩擦不计,且不漏气，将活塞用绳子悬挂在天花板上，使汽缸静止。

2气体的等容改变和等压改变[学习目标] 1.知道什么是等容改变和等压改变． 2. 知道查理定律、盖—吕萨克定律的内容及表达式并会用这些定律处理问题．(难点) 3.知道p －T 图象、V －T 图象的物理意义并会运用其分析处理等容、等压改变过程．(难点)学问点一气体的等容改变 1．等容改变肯定质量的气体在体积不变时压强随温度的改变． 2．查理定律(1)文字表述：肯定质量的某种气体，在体积不变的状况下，压强p 与热力学温度T 成正比．(2)公式表达：p ＝CT 或p 1T 1＝p 2T 2或p 1p 2＝T 1T 2. (3)图象表达(4)适用条件：气体的质量肯定，气体的体积不变． [思索]我国民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，即用一个小罐，将纸燃烧后放入罐内，然后快速将火罐开口端紧压在人体的皮肤上，待火罐冷却后，火罐就被紧紧地“吸”在皮肤上．你知道其中的道理吗？【提示】 火罐内的气体体积肯定，冷却后气体的温度降低，压强减小，故在大气压力作用下被“吸”在皮肤上．[推断]1．在等容过程中，压强p 与摄氏温度成正比．(×) 2．在等容过程中的p －T 图象是双曲线的一支．(×) 3．等容过程的p －1T图象是一条通过原点的直线．(×)学问点二气体的等压改变 [填空] 1．等压改变质量肯定的气体，在压强不变的条件下，体积随温度的改变． 2．盖—吕萨克定律(1)文字表述：肯定质量的某种气体，在压强不变的状况下，其体积V 与热力学温度T 成正比．(2)公式表达：V ＝CT 或V 1T 1＝V 2T 2或V 1V 2＝T 1T 2.(3)适用条件：气体质量肯定；气体压强不变．3．图象[思索]能否参考肯定质量的某种气体的等容改变的p－t图象，画出肯定质量气体等压改变的V－t图象？【提示】运用“外推法”可知t＝－273.15 ℃时，V＝0，其V－t图象如图所示：[推断]1．肯定质量的气体，若体积变大，则温度肯定上升．(×)2．肯定质量的气体，体积与温度成反比．(×)3．肯定质量的某种气体，在压强不变时，其V－T图象是过原点的直线．(√)考点一查理定律和盖—吕萨克定律的应用(深化理解)1．两定律的比较定律查理定律盖—吕萨克定律表达式p1T1＝p2T2＝恒量V1T1＝V2T2＝恒量成立条件气体的质量肯定，体积不变气体的质量肯定，压强不变图线表达直线的斜率越大，体积越小，如图，V2＜V1直线的斜率越大，压强越小，如图，p2＜p12.两个重要的推论【例题1】 (2014·新课标全国卷Ⅱ)如图8­2­4，两汽缸A 、B 粗细匀称、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽视的细管连通；A 的直径是B 的2倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两气缸除A 顶部导热外，其余部分均绝热．两气缸中各有一厚度可忽视的绝热轻活塞a 、b ，活塞下方充有氮气，活塞a 上方充有氧气．当大气压为p 0、外界和气缸内气体温度均为7 ℃且平衡时，活塞a 离气缸顶的距离是气缸高度的14，活塞b 在气缸正中间．(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b 恰好升至顶部时，求氮气的温度； (2)接着缓慢加热，使活塞a 上升．当活塞a 上升的距离是气缸高度的116时，求氧气的压强．【思路点拨】 (1)缓慢加热直到b 活塞恰升至顶部，活塞下的气体做等压改变．(2)对a 中气体，由于A 顶部导热，a 中气体做等温改变．【解析】 (1)活塞b 升至顶部的过程中，活塞a 不动，活塞a 、b 下方的氮气做等压改变，设气缸A 的容积为V 0，氮气初态体积为V 1，温度为T 1，末态体积为V 2，温度为T 2，按题意，气缸B 的容积为V 04，由题给数据和盖—吕萨克定律得V 1＝34V 0＋12×V 04＝78V 0①V 2＝34V 0＋14V 0＝V 0② V 1T 1＝V 2T 2③ 由①②③式和题给数据得T 2＝320 K(2)活塞b 升至顶部后，由于接着缓慢加热，活塞a 起先向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的116时，活塞a 上方的氧气做等温改变，设氧气初态体积为V ′1，压强为p ′1，末态体积为V ′2，压强为p ′2，由题给数据和玻意耳定律得V ′1＝14V 0，p ′1＝p 0，V ′2＝316V 0④p ′1V ′1＝p ′2V ′2⑤由④⑤式得p ′2＝43p 0.【答案】 (1)320 K (2)43p 0【规律总结】应用查理定律和盖—吕萨克定律解题五步走1．确定探讨对象，即被封闭的气体．2．分析被探讨气体在状态改变时是否符合定律的适用条件． 3．确定初、末两个状态的温度、压强或温度、体积． 4．依据查理定律或盖—吕萨克定律公式列式求解． 5．求解结果并分析、检验．【即时训练】1．(多选)对于肯定质量的气体，在压强不变时，体积增大到原来的两倍，则正确说法是( )A ．气体的摄氏温度上升到原来的两倍B ．气体的热力学温度上升到原来的两倍C ．温度每上升1 K 体积增加原来的1273D ．体积的改变量与温度的改变量成正比【解析】 由盖—吕萨克定律可知A 错误，B 正确；温度每上升1℃即1 K ，体积增加0℃体积的1273，C 错误；由盖—吕萨克定律的变形式V T ＝ΔVΔT可知D 正确．【答案】 BD2．汽车行驶时轮胎的胎压太高简洁造成爆胎事故，太低又会造成耗油上升．已知某型号轮胎能在－40～90 ℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过 3.5 atm ，最低胎压不低于1.6 atm ，那么在t ＝20 ℃时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适？(设轮胎容积不变)【解析】 由于轮胎容积不变，气体做等容改变，设在T 0＝293 K 时，充气后的最小胎压为P min ，最大胎压为P max . 依题意，当T 1＝233 K 时胎压为p 1＝1.6 atm 依据查理定律p 1T 1＝p min T 0，即1.6233＝p min293解得：p min ＝2.01 atm当T 2＝363 K 时胎压为p 2＝3.5 atm 依据查理定律p 2T 2＝p max T 0，即3.5363＝p max293解得：p max ＝2.83 atm.【答案】充气后的胎压范围为2.01 atm～2.83 atm考点二p－T图象、V－T图象的应用(深化理解) 1．p－T图象与V－T图象的比较：压强p 体积V(1)首先要明确是p－T图象还是V－T图象．(2)不是热力学温标的先转换为热力学温标．(3)解决问题时要将图象与实际状况相结合．【例题2】图甲是肯定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象，已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa.甲乙图8­2­5(1)说出A→B过程中压强改变的情形，并依据图象供应的信息，计算图中T A的值．(2)请在图乙所示坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的p－T图象，并在图象相应位置上标出字母A、B、C.假如须要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程．【思路点拨】(1)由图象获得信息，可知从A到B气体做等压改变，从B到C气体做等容改变．(2)由图象可得A、B、C三点对应的状态参量然后利用相关规律求解．【解析】(1)由图象可知A→B为等压过程，依据盖—吕萨克定律可得V AT A＝V BT B，所以T A＝V A V B T B ＝0.40.6×300 K ＝200 K. (2)依据查理定律得p BT B ＝p C T C ，p C ＝T C T B p B ＝400300p B ＝43p B ＝43p A ＝43×1.5×105Pa ＝2.0×105Pa.则可画出由状态A →B →C 的p ­T 图象如图所示． 【答案】 (1)压强不变 200 K (2)见解析【规律总结】要精确娴熟地将一种图象转换成另一种图象，必需明确以下几个问题： 1．精确理解p ­V 图象、p ­T 图象和V ­T 图象的物理意义和各图象的函数关系，各图象的特点．2．知道图线上的一个点表示的是肯定质量气体的一个平衡状态，知道其状态参量：p 、V 、T .3．知道图线上的某一线段表示的是肯定质量的气体由一个平衡状态(p 、V 、T )转化到另一个平衡状态(p ′、V ′、T ′)的过程；并能推断出该过程是等温过程、等容过程还是等压过程．4．从图象中的某一点(平衡状态)的状态参量起先，依据不同的改变过程．先用相对应的规律计算出下一点(平衡状态)的状态参量，逐一分析计算出各点的p 、V 、T .5．依据计算结果在图象中描点、连线作出一个新的图线，并依据相应的规律逐一检查是否有误．【即时训练】1．(多选)如图所示，甲、乙为肯定质量的某种气体的等容或等压改变图象，关于这两个图象的正确说法是( )A ．甲是等压线，乙是等容线B ．乙图中p －t 线与t 轴交点对应的温度是－273.15 ℃，而甲图中V －t 线与t 轴的交点不肯定是－273.15 ℃C ．由乙图可知，肯定质量的气体，在任何状况下都是p 与t 成直线关系D ．乙图表明温度每上升1 ℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的上升压强不变 【解析】 由查理定律p ＝CT ＝C (t ＋273.15)及盖—吕萨克定律V ＝CT ＝C (t ＋273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A 正确；由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t 轴的交点温度为－273.15 ℃，即热力学温度的0 K ，故B 错；查理定律及盖—吕萨克定律是气体的试验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，故C 错；由于图线是直线，故D 正确．【答案】 AD2．如图8­2­7甲所示，肯定质量的气体的状态沿1→2→3→1的依次循环改变，若用p ­V 或V ­T 图象表示这一循环，在图乙中表示正确的是( )图8­2­7【答案】 B【学法指导】液柱(或活塞)移动问题的分析方法用液柱或活塞隔开两部分气体，当气体温度改变时，液柱或活塞是否移动？如何移动？此类问题的特点是：气体的状态参量p 、V 、T 都发生了改变，干脆推断液柱或活塞的移动方向比较困难，通常先进行气体状态的假设，然后应用查理定律可以简洁地求解．1．假设推理法依据题设条件，假设发生某种特别的物理现象或物理过程，运用相应的物理规律及有关学问进行严谨的推理，得出正确的答案．巧用假设推理法可以化繁为简，化难为易，简捷解题．其一般分析思路是：(1)先假设液柱(或活塞)不发生移动，两部分气体均做等容改变．(2)对两部分气体分别应用查理定律的分比形式Δp ＝ΔT Tp ，求出每部分气体压强的改变量Δp ，并加以比较．(3)假如液柱(或活塞)两端的横截面积相等，且Δp 均大于零，意味着两部分气体的压强均增大，则液柱向Δp 值较小的一方移动；若Δp 均小于零，意味着两部分气体的压强均减小，则液柱向压强减小量较大的一方(即|Δp |较大的一方)移动；若Δp 相等，则液柱不移动．(4)假如液柱(或活塞)两端的横截面积不相等，则应考虑液柱两端的受力改变(ΔpS )．若Δp 均大于零，则液柱向ΔpS 较小的一方移动；若Δp 均小于零，则液柱向|ΔpS |值较大的一方移动；若ΔpS 相等，则液柱不移动．2．极限法所谓极限法就是将问题推向极端．如在探讨压强大小改变时，将改变较大的压强推向无穷大，而将改变较小的压强推向零，这样就使困难的问题变得简洁明白．如图所示，两端封闭、粗细匀称、竖直放置的玻璃管内有一段长为h 的水银柱，将管内气体分为两部分．已知l 2＝2l 1，若使两部分气体同时上升相同的温度，管内水银柱将如何运动？(设原来温度相同)依据极限法：由于管上段气柱压强p 2较下段气柱压强p 1小，设想p 2→0，即管上部认为近似为真空，于是马上得到，温度T 上升，水银柱向上移动．3．图象法利用图象：首先在同一p－T图上画出两段气柱的等容线，如图所示．由于两气柱在相同温度下的压强不同，所以它们等容线的斜率也不同，气柱的压强较大的等容线的斜率也较大．从图中可以看出，当两气柱上升相同温度ΔT时，其压强的增量Δp1>Δp2，所以水银柱向压强增量小的一端移动，对上面的水银柱问题用图象法分析，很简洁得出水银向上移动的结果．【例题3】在一粗细匀称且两端封闭的U形玻璃管内，装有一段水银柱，将A和B两端的气体隔开，如图所示．在室温下，A、B两端的气体体积都是V，管内水银面的高度差为Δh，现将它竖直地全部浸没在沸水中，高度差Δh怎么改变？【答案】增大【点拨】推断液柱的移动方憧憬往采纳假设法．假设液柱不动，然后由查理定律的分比式比较压强的改变，从而推断出液柱的移动方向．【即时训练】如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细匀称的细玻璃管连接，两容器内装有不同气体，细管中心有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0 ℃，B中气体的温度为20 ℃，假如将它们的温度都降低10℃，则水银柱将( ) A．向A移动B．向B移动C．不动D．不能确定【答案】 A【课后作业】[基础练]1．肯定质量的气体，在体积不变时，温度每上升1℃，它的压强增加量( ) A．相同B．渐渐增大C．渐渐减小D．成正比例增大【答案】 A2．描述肯定质量的气体作等容改变的过程的图线是图中的( )【答案】 D3．(2015·三亚高二检测)在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，其次天拔瓶口的软木塞时感觉很紧，不易拔出来，这主要是因为 ( )A ．软木塞受潮膨胀B ．瓶口因温度降低而收缩变小C ．白天气温上升，大气压强变大D ．瓶内气体因温度降低而压强变小 【答案】 D4．肯定质量的气体保持压强不变，它从0 ℃升到5 ℃的体积增量为ΔV 1；从10 ℃升到15 ℃的体积增量为ΔV 2，则( )A ．ΔV 1＝ΔV 2B ．ΔV 1＞ΔV 2C ．ΔV 1＜ΔV 2D ．无法确定【答案】 A5．(多选)如图所示，四个两端封闭、粗细匀称的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态．假如管内两端的空气都上升相同的温度，则水银柱向左移动的是( )【解析】 假设水银柱不动，则两端封闭气体发生等容改变，依据查理定律有Δp ＝ΔTTp ，再依据各选项条件推断，C 、D 正确．【答案】 CD6．(多选)如图8­2­12所示，在汽缸中用活塞封闭肯定质量的气体，活塞与缸壁间的摩擦不计，且不漏气，将活塞用绳子悬挂在天花板上，使汽缸悬空静止．若大气压不变，温度降低到某一值，则此时与原来相比较( )A ．绳子张力不变B ．缸内气体压强变小C ．绳子张力变大D ．缸内气体体积变小 【答案】 AD7．如图8­2­13所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为5×10－3 m 2，肯定质量的气体被质量为2.0kg 的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为________Pa(大气压强取1.01×105Pa ，g 取10 m/s 2)．若从初温27 ℃起先加热气体，使活塞离汽缸底部的高度由0.50 m 缓慢地变为0.51 m ，则此时气体的温度为________℃.【解析】 p 1＝F S ＝mg S ＝2.0×105×10－3Pa ＝0.04×105Pa ，所以p ＝p 1＋p 0＝0.04×105Pa ＋1.01×105Pa ＝1.05×105Pa ，由盖—吕萨克定律得V 1T 1＝V 2T 2，即0.5S 273＋27＝0.51S 273＋t，所以t ＝33 ℃.【答案】 1.05×105338．用易拉罐盛装碳酸饮料特别卫生和便利，但假如猛烈碰撞或严峻受热会导致爆炸．我们通常用的可乐易拉罐容积V ＝355 mL.假设在室温(17 ℃)下罐内装有0.9 V 的饮料，剩余空间充溢CO 2气体，气体压强为1 atm.若易拉罐能承受的最大压强为1.2 atm ，则保存温度不能超过多少？【解析】 取CO 2气体为探讨对象，则： 初态：p 1＝1 atm ，T 1＝(273＋17)K ＝290 K ， 末态：p 2＝1.2 atm ，T 2未知． 气体发生等容改变， 由查理定律p 2p 1＝T 2T 1得T 2＝p 2p 1T 1＝1.2×2901K ＝348 K ，t ＝(348－273) ℃＝75 ℃.【答案】 75 ℃[提升练]9．(多选)肯定质量的某种气态自状态A 经状态C 改变到状态B ，这一过程在V －T 图上表示如图所示，则( )A ．在过程AC 中，气体的压强不断变大B ．在过程CB 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 【答案】 AD10.如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有肯定量的空气．若玻璃管内水柱上升，则外界大气的改变可能是( )A ．温度降低，压强增大B ．温度上升，压强不变C ．温度上升，压强减小D ．温度不变，压强减小【解析】 对被封闭的气体探讨，当水柱上升时，封闭气体的体积V 减小，结合志向气体的状态方程pV T＝C 得，当外界大气压强P 0不变时，封闭气体的压强p 减小，则温度T 肯定降低；当外界大气压强p 0减小时，封闭气体的压强p 减小，则温度T 肯定降低；当外界大气压强p 0增大时，封闭气体的压强p 存在可能增大、可能不变、可能减小三种状况．当封闭气体的压强p 增大时，温度T 可能上升、不变或降低，封闭气体的压强p 不变时，温度肯定降低，封闭气体的压强p 减小时，温度肯定降低．故只有选项A 可能．【答案】 A11．(2015·金山区高二检测)如图所示，竖直放置的汽缸内有一可做无摩擦滑动的活塞，活塞面积为2.0×10－3m 2，活塞质量可忽视，汽缸内封闭肯定质量的气体，气体体积为V ，温度是27℃，大气压强为1.0×105 Pa.问：图8­2­16(1)在活塞上放一个质量为多少千克的砝码，使汽缸内气体的体积变为原来体积的45； (2)要使体积复原到V ，应使气体温度上升到多少摄氏度？【解析】 (1)放上砝码后，封闭气体做等温改变，设放上砝码的质量为m ，则平衡后，汽缸内封闭气体的压强为p 2＝p 0＋mg S，由题意可知：初状态：p 1＝p 0＝1.0×105 Pa V 1＝V 末状态：p 2＝p 0＋mg S V 2＝45V 由玻意耳定律p 1V 1＝p 2V 2得：p 0V ＝(p 0＋mg S )×45V 代数解得：m ＝5 kg(2)气体升温过程为等压改变，由盖—吕萨克定律V 1T 1＝V 2T 2代数解得：T 2＝375 K t 2＝T 2－273℃＝102℃【答案】 (1)5 kg (2)102℃12．容积为2 L 的烧瓶，在压强为1.0×105Pa 时，用塞子塞住瓶口，此时温度为27 ℃，当把它加热到127 ℃时，塞子被弹开了，稍过一会儿，重新把塞子塞好，停止加热并使它渐渐降温到27 ℃，求：(1)塞子弹开前的最大压强；(2)27 ℃时剩余空气的压强．【解析】 塞子弹开前，瓶内气体的状态改变为等容改变．塞子打开后，瓶内有部分气体会逸出，此后应选择瓶中剩余气体为探讨对象，再利用查理定律求解．(1)塞子打开前，选瓶中气体为探讨对象：初态：p 1＝1.0×105 Pa ，T 1＝(273＋27) K ＝300 K末态：p 2＝？T 2＝(273＋127) K ＝400 K 由查理定律可得p 2＝T 2p 1T 1＝400×1.0×105300Pa ≈1.33×105 Pa. (2)塞子塞紧后，选瓶中剩余气体为探讨对象：初态：p 1′＝1.0×105Pa ，T 1′＝400 K末态：p 2′＝？，T 2′＝300 K 由查理定律可得p 2′＝T 2′p 1′T 1′＝300×1.0×105400Pa ≈7.5×104 Pa. 【答案】 (1)1.33×105 Pa (2)7.5×104Pa。

第2节 气体的等容变化和等压变化(时间：30分钟 总分：50分)基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4题为多选题)1．对于一定质量的气体，在压强不变时，体积增大到原来的两倍，则下列正确说法的是( B )A ．气体的摄氏温度升高到原来的两倍B ．气体的热力学温度升高到原来的两倍C ．温度每升高1 K 体积增加原来的1273D ．体积的变化量与温度的变化量成反比解析：由盖·吕萨克定律可知A 错误，B 正确；温度每升高1 ℃即1 K ，体积增加0 ℃体积的1273，C 错误；由盖·吕萨克定律的变形式V T ＝ΔVΔT可知D 错误。

2．某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度。

存放食物之前，该同学关闭冰箱密封门并给冰箱通电。

若大气压为1.0×105Pa ，则通电时显示温度为27 ℃，通电一段时间后显示温度为6 ℃，则此时冷藏室中气体的压强是( D )A ．2.2×104Pa B ．9.3×105Pa C ．1.0×105 PaD ．9.3×104Pa解析：由查理定律得p 2＝T 2T 1p 1＝279300×1.0×105 Pa ＝9.3×104Pa 。

3．(2020·江苏省常州高二下学期期中)如图所示是一定质量的气体从状态A 经B 到状态C 的V —T 图象，由图象可知(D )A ．p A >pB B ．pC <p B C ．V A <V BD ．T A <T B解析：由V —T 图象可以看出由A →B 是等容过程，T B >T A ，故p B >p A ，AC 错误，D 正确；由B →C 为等压过程，p B ＝p C ，故B 错误。

4．某校外学习小组在进行实验探讨，如图所示，在烧瓶上连着一根玻璃管，用橡皮管把它跟一个水银压强计连在一起，在烧瓶中封入了一定质量的理想气体，整个烧瓶浸没在温水中。

第2节气体的等容变化和等压变化1.查理定律：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，即p T＝C 。

2．盖－吕萨克定律：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，即V T＝C 。

3．玻意耳定律、查理定律、盖－吕萨克定律的适用条件均为一定质量的某种气体。

一、气体的等容变化 1．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。

2．查理定律 (1)内容：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)表达式：p T ＝C 或p 1T 1＝p 2T 2。

(3)适用条件：①气体的质量不变；②气体的体积不变。

3．等容线一定质量的气体，在体积不变时，其p ­T 图像是一条过原点的直线，这条直线叫做等容线。

二、气体的等压变化 1．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。

2．盖－吕萨克定律 (1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V 与热力学温度T 成正比。

(2)表达式：V ＝CT 或V T ＝C 或V 1T 1＝V 2T 2。

(3)适用条件：①气体的质量不变；②气体的压强不变。

3．等压线一定质量的气体，在压强不变时，其V ­T 图像是一条过原点的直线，这条直线叫做等压线。

1．自主思考——判一判(1)气体的温度升高，气体体积一定增大。

(×)(2)一定质量的气体，在压强不变时体积与温度成正比。

(×)(3)一定质量的某种气体，在压强不变时，其V ­T 图像是过原点的直线。

(√) (4)一定质量的气体在体积不变的情况下，气体的压强与摄氏温度成正比。

(×) (5)pV ＝C 、p T ＝C 、V T＝C ，三个公式中的常数C 是同一个值。

(×) 2．合作探究——议一议(1)某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，你知道其中的原因吗？提示：手表表壳可以看成一个密闭容器，出厂时封闭着一定质量的气体，登山过程中气体发生等容变化，因为高山山顶附近的压强比山脚处小很多，内外压力差超过表盘玻璃的承受限度，便会发生爆裂。

第2节 气体的等容变化和等压变化1．如图8－2－13所示为0.3 mol 的某种气体的压强和温度关系的p ­ t图线。

p 0表示1个标准大气压，则在状态B 时气体的体积为 A ．5.6 LB ．3.2 LC ．1.2 LD ．8.4 L 图8－2－13解析 此气体在0 ℃时，压强为标准大气压，所以它的体积应为22.4×0.3 L ＝6.72 L ，根据图线所示，从p 0到A 状态，气体是等容变化，A 状态的体积为6.72 L ，温度为127 K ＋273 K ＝400 K ，从A 状态到B 状态为等压变化，B 状态的温度为227 K ＋273 K ＝500 K ，根据盖－吕萨克定律VA TA ＝VBTB 得，V B ＝VATB TA ＝6.72×500400L ＝8.4 L 。

答案D2．如图8－2－14所示是一定质量的气体从状态A 经B 到状态C 的V ­T 图像，由图像可知图8－2－14A ．p A ＞pB B ．pC ＜p B C ．V A ＜V BD ．T A ＜T B解析由V ­T 图可以看出由A →B 是等容过程，T B ＞T A ，故p B ＞p A ，A 、C 错误，D 正确；由B →C 为等压过程p B ＝p C ，故B 错误。

答案D3．北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结。

若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T 1，压强为p 1，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为T 2。

整个过程中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强为p 0。

求冻结后肥皂膜内外气体的压强差。

解析 肥皂泡内气体的变化可视为等容变化，由查理定律可得：p1T1＝p2T2，解得：p 2＝T2T1p 1故冻结后肥皂膜内外气体的压强差： Δp ＝p 2－p 0＝T2T1p 1－p 0。

答案T2T1p 1－p 0[限时30分钟，满分60分]一、选择题(每小题4分，共40分)1．封闭在容器中的一定质量的气体，当温度下降时，下列说法中正确的是(容器的热胀冷缩忽略不计)A ．气体的密度变小B ．气体的密度变大C ．气体的压强减小D ．气体的压强增大解析封闭容器的气体体积不变，气体的密度不变，A 、B 错误；由查理定律p ＝CT 知压强与热力学温度成正比，温度降低，压强减小，C 正确、D 错误。

第二课时气体的等容变化和等压变化
课前预习
情景素材
炎热的夏天，如果将自行车内胎充气过足，停车时又没能放在阴凉处，而是放在阳光下曝晒，这样极易爆裂，知道这是为什么吗？
简答：曝晒过程中内胎容积变化甚微，可认为容积不变，这样，气体分子的分子密集程度不变，曝晒结果是气体温度升高很多，分子无规则运动加剧，分子平均动能增加，与内胎壁频繁地碰撞导致压强增大而使车胎爆裂.
基础知识填空
1.一定质量的某种气体在体积不变时压强随温度的变化叫做__________，在压强不变时体积随温度的变化叫做__________.
答案：等容变化等压变化
2.查理定律可以表述为：__________________________________________________________.
答案：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
3.盖·吕萨克定律可表述为：________________________________________________________.
答案：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
1。

2 气体的等容变化和等压变化课后集训基础过关1.一定质量的气体，压强保持不变，下列过程可以实现的是( )A.温度升高，体积增大B.温度升高，体积减小C.温度不变，体积增大D.温度不变，体积减小解析：根据盖·吕萨克定律，一定质量的气体，压强保持不变时，体积随温度的升高而增大，体积随温度的降低而减小，BCD均无可能，A是可以实现的.答案：A2.一定质量的气体，在体积不变时，温度每升高1℃，它的压强增加量( )A.相同B.逐渐增大C.逐渐减小D.成正比例增大解析：一定质量的气体，在体积不变时，温度每升高1℃增加的压强ΔP等于它在0℃时压强P0的1273即ΔP=1P0.P0是确定的，故正确选项为A273答案：A3.将质量相同的同种气体A、B分别密封在体积不同的两个容器中，保持两部分气体体积不变，A、B两部分气体压强随温度t的变化图线如图8-2-7所示，下列说法正确的有( )图8-2-7A.A部分气体的体积比B部分小B.A、B直线延长线将相交于t轴上的同一点C.A、B气体温度改变量相同时，压强改变量也相同D.A、B气体温度改变量相同时，A部分气体压强改变量较大解析：从图可以看出，温度相同时，P A>P B，由玻意耳定律可得V A>V B，由P t=P0(1+t273)可知A、B直线延长线应交于t轴上的同一点，此点对应的温度为-273.15℃由于A直线斜率大，可见温度变化相同，压强改变量不同，本题选ABD.答案：ABD4.如图8-2-8所示，两端开口的U形管，右侧直管中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在左管中再注入一些水银，平衡后则( )图8-2-8A.下部两侧水银面A、B高度差h减小1B.h 增大C.右侧封闭气柱体积变小D.水银面 A 、B 高度差不变解 析：根据压强平衡方程，可推得平衡时 A 、B 的高度差等于 C 水银柱的高度，所以 A 、B 的高 度差不变.选项 A 、B 错误，D 正确.而右侧封闭气体压强，温度都未变.所以体积应保持不变， 选项 C 错.答案：D5.如图 8-2-9所示，开口向上、竖直放置的容器中，用两活塞封闭着两段同温度的气柱，体积 分别为 V 1、V 2，且 V 1=V 2，现给它们缓慢加热，使气柱升高的温度相同，这时它们的体积分别 为 V 1′、V 2′，则( )图 8-2-9A.V 1′>V 2′B.V 1′=V 2′C.V 1′>V 2′D.条件不足，无法判断V T 解 析：一定质量的气体，压强保持不变，其体积温度分别由 V 、T 变到 V′、T′则有V，T体积的变化为 ΔV=V′-VTT ∴ΔV=V .由于上、下两部分气体初、末温度及初始体积均相同，所以体积的变化量相T 同，则终了状态的体积应相同.答案：B综合运用6.盛氧气的钢瓶，在-13℃充氧气时测得氧气的压强为 7×106 Pa ，当把它搬到 27℃的病房时, 压强变为 8×106Pa ，问：通过计算说明钢瓶是否漏气？解析：假设不漏气，初状态 P 1=7×106 Pa T 1=260 K末状态 P 2=？ T 2=300 K由查理定律得： Pp 代入已知数据得 P1 2 2=8.08×106 Pa TT 1 2由于 8.08×106 Pa>8×106Pa ，所以钢瓶漏气.答案：漏气，见解析7.如图 8-2-10所示，气缸中封闭着温度为 100℃的空气，一重物用绳索经滑轮跟缸中活塞相 连接，且处于平衡状态，这时活塞离气缸底的高度为 10 cm ，如果缸内空气变为 0℃，重物将 上升多少 cm?2图8-2-10解析：活塞受到重力mg,绳的拉力T=mg，大气压力P0s封闭气体压力PS而平衡，则PS+T=mg+P0S 可见P不变.以封闭气体为研究对象，设活塞横截面积为S，则V1=10 S，T1=373 KV2=(10-x)S T2=273 K由盖·吕萨克定律V V代入已知数值，解得x=2.68cm12T T12答案：2.68 cm8.上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为0.2 m2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内，温度为300 K时，活塞离气缸底部的高度为0.6 m；将气体加热到330 K时，活塞上升了0.05 m，不计摩擦力及固体体积的变化，求固体A的体积？图8-2-11解析:对活塞做受力分析如图所示：有PS=mg+p0S由于活塞的受力情况不随气体的变化而变化，所以气体做的是等压变化，根据盖·吕萨克定律可求气体的体积，从而求出物体A的体积.设A的体积为V，则气体的初末状态参量分别为：初状态：V1=hS-V T1=300 KV2=(h+Δh)S-V T2=330 K盖·吕萨克定律得：hS V(h h)S VT T12代入数据得：V=0.02 m3答案：0.02 m39.一定质量的空气，27℃的体积为0.01 m3，在压强不变的情况下，温度升高100℃时的体积为多少？解析：初状态V1=0.01 m3，T1=300 K末状态V2=？T2=373 K由盖·吕萨克定律V代入已知数据得V12T T12V2=0.012 5 m3答案：0.012 5 m310.电灯泡内充有氮氩的混合气体，如果要使灯泡内的混合气体在500℃时的压强不超过一个大气压，那么在20℃的室温下充气，电灯泡内的气体压强最大为多少？解析：以泡内气体为研究对象，初状态P1=？T1=293 K3末状态P2=1.01×105 Pa T2=773 K由查理定律得P1T1p2 T 2代入已知数据解得P1=3.79×104 Pa答案：3.79×104 Pa4。

2 气体的等容变化和等压变化课后集训基础过关1. 必定质量的气体，压强保持不变，以下过程能够实现的是 ( )A. 温度高升，体积增大B. 温度高升，体积减小C.温度不变，体积增大D.温度不变，体积减小分析：依据盖·吕萨克定律， 必定质量的气体， 压强保持不变时， 体积随温度的高升而增大，体积随温度的降低而减小， BCD 均无可能， A 是能够实现的 .答案： A2. 必定质量的气体，在体积不变时，温度每高升1℃，它的压强增添量 ()A. 同样B.渐渐增大 C.渐渐减小D.成正比率增大分析： 必定质量的气体，在体积不变时，温度每高升1℃增添的压强 P 等于它在 0℃时压强P 0的 1即P= 1P 0.P 0 是确立的，故正确选项为A273273答案： A3. 将质量同样的同种气体 A 、 B 分别密封在体积不一样的两个容器中，保持两部分气体体积不 变， A 、 B 两部分气体压强随温度 t 的变化图线如图8-2-7 所示，以下说法正确的有( )图 8-2-7A.A 部分气体的体积比 B 部分小B.A 、 B 直线延伸线将订交于 t 轴上的同一点C.A 、 B 气体温度改变量同样时，压强改变量也同样D.A 、 B 气体温度改变量同样时， A 部分气体压强改变量较大分析： 从图能够看出，温度同样时，P >P ，由玻意耳定律可得V>V ，由 P=P(1+t) 可知ABABt0273A 、B 直线延伸线应交于 t 轴上的同一点，此点对应的温度为 - 273.15 ℃因为 A 直线斜率大，可见温度变化同样，压强改变量不一样，此题选 ABD.答案： ABD4. 如图 8-2-8 所示，两头张口的 U 形管，右边直管中有一部分空气被一段水银柱与外界分开，若在左管中再注入一些水银，均衡后则( )图 8-2-8A. 下部双侧水银面 A 、 B 高度差 h 减小B.h增大C.右边关闭气柱体积变小D.水银面 A 、 B 高度差不变分析： 依据压强均衡方程，可推得均衡时 A 、B 的高度差等于C 水银柱的高度，因此A 、 B的高度差不变 . 选项 A 、B 错误， D 正确 . 而右边关闭气体压强，温度都未变 . 因此体积应保持不变，选项 C 错 . 答案： D5. 如图 8-2-9 所示， 张口向上、 竖直搁置的容器中，用两活塞关闭着两段同温度的气柱，体积分别为 V 1、V 2，且 V 1=V 2，现给它们迟缓加热，负气柱高升的温度同样，这时它们的体积分别为 V 1′、 V 2′，则 ( )图 8-2-9A.V ′>V ′B.V′=V ′1212C.V 1′ >V 2′D. 条件不足，没法判断分析：必定质量的气体， 压强保持不变， 其体积温度分别由V 、T 变到 V ′、T ′则有VV ，TT体积的变化为V=V ′ -V∴Δ V=TTV . 因为上、下两部分气体初、末温度及初始体积均同样，因此体积的变化量T同样，则终了状态的体积应同样 .答案： B 综合运用6. 盛氧气的钢瓶，在 - 13℃充氧气时测得氧气的压强为 67×10 Pa ，当把它搬到 27℃的病房 时, 压强变成 8×10 6Pa ，问：经过计算说明钢瓶能否漏气？分析： 假定不漏气，初状态 P 1=7×10 6 Pa T1=260 K末状态 P 2=？T2=300 KP 1 p 2 6Pa由查理定律得：代入已知数据得P 2=8.08 × 10 T 1T 266因为 8.08 ×10 Pa> 8×10 Pa ，因此钢瓶漏气 .7. 如图 8-2-10 所示，气缸中关闭着温度为100℃的空气，一重物用绳子经滑轮跟缸中活塞 相连结，且处于均衡状态，这时活塞离气缸底的高度为 10 cm ，假如缸内空气变成0℃，重物将上涨多少 cm?图 8-2-10分析：活塞遇到重力 mg,绳的拉力 T=mg，大气压力 P0s 关闭气体压力 PS而均衡，则 PS+T=mg+P0S 可见 P 不变 . 以关闭气体为研究对象，设活塞横截面积为 S，则 V1=10 S，T1=373 K V 2=(10-x)ST2=273 K由盖·吕萨克定律V1V2代入已知数值，解得 x=2.68cm T1T2答案： 2.68 cm8. 上端张口的圆柱形气缸竖直搁置，截面积为0.2 m 2的活塞将必定质量的气体和一形状不规则的固体 A 关闭在气缸内，温度为300 K 时，活塞离气缸底部的高度为0.6 m ；将气体加热到 330 K 时，活塞上涨了0.05 m ，不计摩擦力及固体体积的变化，求固体 A 的体积？图 8-2-11分析 : 对活塞做受力剖析如下图：有PS=mg+p0S 因为活塞的受力状况不随气体的变化而变化，因此气体做的是等压变化，依据盖·吕萨克定律可求气体的体积，进而求出物体 A的体积. 设A 的体积为 V，则气体的初末状态参量分别为：初状态： V1=hS-V T 1=300 KV2=(h+ h)S-V T 2=330 K盖·吕萨克定律得：hS V (h h)S VT1T2代入数据得：3 V=0.02 m答案： 0.02 m 39. 必定质量的空气， 27℃的体积为0.01 m 3，在压强不变的状况下，温度高升100℃时的体积为多少？分析：初状态V 1=0.01 m 3， T 1=300 K末状态 V 2=？T2=373 KV1V2代入已知数据得由盖·吕萨克定律T2T1V2=0.012 5 m 3答案： 0.012 5 m310. 电灯泡内充有氮氩的混淆气体，假如要使灯泡内的混淆气体在500℃时的压强不超出一个大气压，那么在20℃的室温下充气，电灯泡内的气体压强最大为多少？分析：以泡内气体为研究对象，初状态 P1=？T1=293 K末状态 P2=1.01 ×10 5 Pa T2=773 KP1p2由查理定律得T1T2代入已知数据解得1×104PaP =3.79答案： 3.79 ×10 4 Pa。

高中物理第8章气体8.2 气体的等容变化和等压变化课后练习新人教版选修3-3编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第8章气体8.2 气体的等容变化和等压变化课后练习新人教版选修3-3）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第2节气体的等容变化和等压变化1．对于一定质量的气体，以下说法正确的是( ）A．气体做等容变化时,气体的压强和温度成正比B．气体做等容变化时，温度升高1℃,增加的压强是原来压强的1/273C．气体做等容变化时,气体压强的变化量与温度的变化量成正比D．由查理定律可知，等容变化中，气体温度从t1升高到t2时，气体压强由p1增加到p2,且p2＝p1[1＋(t2－t1）/273］2．一定质量的气体，在体积不变时，温度由50℃加热到100℃，气体的压强变化情况是( ）A．气体压强是原来的2倍B．气体压强比原来增加了错误!C．气体压强是原来的3倍D．气体压强比原来增加了错误!3.图8如图8所示是一定质量的理想气体的p－t图象,在气体由状态A变化到B的过程中，其体积（）A．一定不变B．一定减小C．一定增大D．不能判定怎样变化4.图9一定质量的气体做等压变化时，其V－t图象如图9所示,若保持气体质量不变，而改变气体的压强，再让气体做等压变化，则其等压线与原来相比，下列可能正确的是( ）A．等压线与V轴之间夹角变小B．等压线与V轴之间夹角变大C．等压线与t轴交点的位置不变D．等压线与t轴交点的位置一定改变5．如图10所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C再到状态A的p－T图象，由图可知( ）图10A．V A＝V B B．V B〉V CC．V B＝V C D．V A〉V C6.图15如图15所示，圆柱形汽缸倒置在水平粗糙的地面上，汽缸内被活塞封闭着一定质量的空气．汽缸质量为M＝10 kg，缸壁厚度不计,活塞质量m＝5。