课堂新坐标2016_2017学年高中物理第8章气体2气体的等容变化和等压变化课件

[核心点击] 1．盖—吕萨克定律的适用范围 压强不太大，温度不太低．原因同查理定律． 2．公式变式 V1 V1＋ΔV V1 ΔV 由 ＝ 得 ＝ ， T1 T1＋ΔT T1 ΔT ΔT ΔV 所以 ΔV＝ T V1，ΔT＝ V T1， 1 1
3．等压线 (1)VT 图象 ①意义：反映了一定质量的气体在等压变化中体积与热力学温度 T 成正比． ②图象：过原点的直线． ③特点：斜率越大，压强越小．
图 823
[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 图象是过原点的直线．(√) p V 3．pV＝C，T＝C，T＝C，三个公式中的常数 C 是同一个数值．(×)
[后思考] 1．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， 其后终于顺利脱险， 你知道孔明灯为什么能够升空吗？
知识脉络
气体的等容变化
[先填空] 1．等容变化
压强 随______ 温度 的变化． 一定质量的气体在体积不变时______
2．查理定律
p_ 与 (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 ______ 热力学温度 T ____________ _成正比．
p2 T1 p1 T p1 T2 . CT 或 ＝____ 2 或 ＝_____ (2)公式表达：p＝______ T p
图8­2­4
【提示】 孔明灯是利用火焰的热量使容器内的气体等压膨胀，使部分气 体从孔明灯内溢出，进而使孔明灯内气体的质量减小，当大气对孔明灯的浮力 恰好等于孔明灯的重力时，即达到孔明灯升空的临界条件，若继续升温，孔明 灯就能升空了．
2．p T 图象和 VT 图象的斜率是否反映体积或压强的大小？ 【提示】 是．斜率越大，表示的体积或压强越小．
压强 不变． 质量 一定；气体______ (3)适用条件：气体______
(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
> p1.(填“>”或“<”) 小，压强越大，如图 823 所示，p2____
1 2
(3)图象：从图 821 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 821 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
知 识 点 1
2 气体的等容变化和等压变化
知 识 点 2
学 业 分 层 测 评
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 p T 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)
p1 T1 t1＋273 323 【解析】 由于气体做等容变化，所以p ＝T ＝ ＝373. 2 2 t2＋273
323 【答案】 373
4． 图 825 甲是一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 图 825
(2)Vt 图象 ①意义：反映了一定质量的气体在等压变化中体积与摄氏温度 t 成线性关 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，压强越 小．
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 p1 压强从 p1 变到 p2，则p 为__________． 2
【答案】 (1)压强不变 200 K (2)见解析
1 1．图象特点：p T 图象、VT 图象在原点附近都要画成虚线． V图象、p 2．利用盖—吕萨克定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象，即被封闭气体． (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 压强保持不变． (3)分别找出初、末两状态的温度、体积． (4)根据盖—吕萨克定律列方程求解，并对结果进行讨论．
图8­2­2
时，管内水银面高度 x＝16 cm，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＝300 K， p1＝(76－16) cmHg＝60 cmHg； 末态，即 t＝0 ℃的状态：T0＝273 K. T0 273 由查理定律得 p＝ p1＝ ×60 cmHg＝54.6 cmHg. T1 300 所以 t＝0 ℃时水银面的高度，即刻度线的位置是 x0＝(76－54.6) cm＝21.4 cm.
乙
(1)说出 A→B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中 TA 的值． (2)请在图 825 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.如果需要计算才能确定有关坐 标值，请写出计算过程．
【解析】 (1)由图象可知 A→B 为等压过程，根据盖 VA VB VA 0.4 —吕萨克定律可得 ＝ ，所以 TA＝ TB＝ ×300 K T A TB VB 0.6 ＝200 K. pB pC TC 400 4 (2)根据查理定律得 ＝ ，pC＝ pB＝ pB＝ pB＝ TB TC TB 300 3 4 4 pA＝ ×1.5×105Pa＝2.0×105Pa. 3 3 则可画出由状态 A→B→C 的 pT 图象如图所示．
0K 时，其温度为 0 K．可以证明，新坐标原点对应的温度就是________.
甲 图 821
乙
体积 不变． (4)适用条件：气体的质量 ______一定，气体的______
[再判断] 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 ．气体在做等容变化时，温度升高 1 ℃，增大的压强是原来压强的 1 .(×) 273.15
[后思考] 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温度低很多，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．
(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．
1．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(
)
【解析】 等容变化的过程的 p t 图象在 t 轴上的交点坐标是(－273 ℃， 0)， D 正确；p T 图象是过原点的直线，E 正确．
【答案】 ABC
2.有人设计了一种测温装置，其结构如图 822 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 76 cmHg 的压强， 等于 101 kPa)． 已知当温度 t1＝27 ℃
【答案】 21.4 cm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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．
气体的等压变化
[先填空] 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． V1 V2 V1 T1 CT (2)公式表达：V＝______或 ＝ 或 ＝ . T1 T2 V2 T2
[核心点击] 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 p1 p1＋Δp p1 Δp ΔT Δp 由T ＝ 得T ＝ΔT或 Δp＝ T p1，ΔT＝ p T1. T ＋ Δ T 1 1 1 1 1
3．等容线 (1)p T 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