高中物理人教版第八章 第2节 气体的等容变化和等压变化
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2.3气体的等压变化和等容变化基础导学要点一、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,体积随温度变化的过程叫作气体的等压变化。
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,其体积V 与热力学温度T 成正比。
(2)公式:V =CT 或V 1T 1=V 2T 2。
(3)适用条件:气体质量一定;气体压强不变。
(4)等压变化的图像:由V =CT 可知在V T 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,p 2>(选填“>”或“<”)p 1。
要点二、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,压强随温度变化的过程。
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)公式:p =CT 或p 1T 1=p 2T 2。
(3)等容变化的图像: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0 K 。
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。
说明:气体做等容变化时,压强p 与热力学温度T 成正比,即p ∝T ,不是与摄氏温度t 成正比,但压强变化量Δp 与热力学温度变化量ΔT 和摄氏温度的变化量Δt 都是成正比的,即Δp ∝ΔT 、Δp ∝Δt 。
要点三、理想气体1.理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。
2.理想气体与实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍的条件下,把实际气体看成理想气体来处理。
一、教学目标1. 让学生了解气体的等容变化和等压变化的定义及其物理意义。
2. 使学生掌握气体的状态方程,并能运用状态方程分析实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力,提高学生对气态方程的理解和应用。
二、教学内容1. 气体的等容变化1.1 定义:在恒定温度下,气体体积不变的变化过程。
1.2 物理意义:探讨气体压强与体积的关系。
2. 气体的等压变化2.1 定义:在恒定压强下,气体体积变化的过程。
2.2 物理意义:研究气体温度与体积的关系。
3. 气体的状态方程3.1 理想气体状态方程:PV=nRT3.2 状态方程的适用条件:低压、高温、理想气体。
4. 实验操作4.1 气体的等容变化实验:通过改变恒定温度,观察气体压强的变化。
4.2 气体的等压变化实验:通过改变恒定压强,观察气体温度的变化。
三、教学方法1. 采用讲授法,讲解气体的等容变化、等压变化及状态方程的原理和应用。
2. 利用实验演示法,让学生直观地观察气体的等容变化和等压变化过程。
3. 引导学生运用讨论法,分析实验现象,探讨气态方程的内涵。
四、教学步骤1. 引入话题:通过日常生活中的实例,引发学生对气体等容变化和等压变化的兴趣。
2. 讲解气体的等容变化和等压变化的定义、物理意义及数学表达式。
3. 推导气体的状态方程,并解释其适用条件。
4. 演示气体的等容变化和等压变化实验,引导学生观察实验现象。
5. 分析实验结果,让学生运用状态方程解释实验现象。
五、教学评价1. 课堂问答:检查学生对气体等容变化、等压变化及状态方程的理解程度。
2. 实验报告:评估学生在实验操作、观察现象和分析问题方面的能力。
3. 课后作业:巩固学生对气体状态方程的应用,提高解题能力。
六、教学内容6. 实验数据分析6.1 利用实验数据,绘制压强-体积图(P-V图)和温度-体积图(T-V 图)。
6.2 分析P-V图和T-V图中的特点,验证气态方程的正确性。
7. 理想气体状态方程的应用7.1 计算气体在特定条件下的状态参数。
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。
《气体的等容变化和等压变化》讲义一、气体的状态参量在研究气体的性质时,我们通常会关注三个物理量:压强(p)、体积(V)和温度(T)。
压强是指气体作用在容器壁单位面积上的压力;体积是指气体所占据的空间大小;温度则反映了气体内部分子热运动的剧烈程度。
二、等容变化1、定义等容变化,顾名思义,就是指气体在体积保持不变的情况下,压强与温度之间的变化关系。
2、实验探究假设我们有一个密闭的容器,里面装有一定质量的气体,体积固定不变。
我们通过改变容器周围的环境温度,并测量相应的压强值,来研究它们之间的关系。
3、查理定律经过实验和大量的数据总结,我们发现,当气体体积不变时,压强随温度的升高而增大,随温度的降低而减小。
并且,压强与温度之间存在着这样的定量关系: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,这就是查理定律。
其数学表达式为:p₁/T₁= p₂/T₂。
4、理解与应用在实际生活中,等容变化有很多应用。
比如,汽车发动机的气缸在工作时,在燃烧冲程中,气体体积近似不变,但温度急剧升高,从而导致压强增大,推动活塞做功。
三、等压变化1、定义等压变化则是指气体在压强保持不变的情况下,体积与温度之间的变化关系。
2、实验探究同样假设一个密闭容器,里面装有一定质量的气体,压强保持不变。
改变容器周围的温度,测量气体的体积变化。
3、盖吕萨克定律实验结果表明,当气体压强不变时,体积随温度的升高而增大,随温度的降低而减小。
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,这就是盖吕萨克定律。
其数学表达式为:V₁/T₁= V₂/T₂。
4、实际应用在热气球的工作原理中,就利用了等压变化。
加热气球内部的气体,温度升高,体积膨胀,而外界大气压不变,从而使气球上升。
四、热力学温度在研究气体的等容变化和等压变化时,我们引入了热力学温度(T)。
热力学温度的单位是开尔文(K),它与摄氏温度(t)的关系为:T = t + 27315 。