高中物理选修3-3：8.2气体的等容变化和等压变化 课件

处于平衡状态， 这时活塞离缸底的高度为 10 cm，如果缸内空
气变为 0 ℃， 问：
(1)重物是上升还是下降？ (2)这时重物将从原处移动多少厘米？
(设活塞与气缸壁间无摩擦)
图 8－2－4
思路点拨：理解定滑轮的力学性质及盖—吕萨克定律的灵
活运用，有助于更好地解题．
答题规范：(1)缸内气体温度降低， 压强减小，等容变化的说法中正确的是
( D) A．气体压强的改变量与摄氏温度成正比 B．气体的压强与摄氏温度成正比
C．气体压强的改变量与热力学温度成正比
D．气体的压强与热力学温度成正比
3．一定质量的气体，在体积不变时，温度每升高 1 ℃，它
的压强增加量( A ) A．相同 C．逐渐减小
2 气体的等容变化和等压变化
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，在体积保持不变的情况下， 压强 p 与热力学温度 T 成__正____比．
(2) 表 达 式 ： ___p_＝__C_T___ 或 __________ ， 也可表述为
B．逐渐增大 D．成正比例增大
4．一定质量的气体保持其压强不变，若热力学温度降为原
来的一半，则气体的体积变为原来的( C )
A．4 倍
B．2 倍 C．1/2
D．1/4
5．一定质量的气体，在保持其压强不变的情况下，温度由
5 ℃升高到 10 ℃，体积增量为ΔV1；温度由 10 ℃升高到 15 ℃，
体积增量为ΔV2，则( A ) A．ΔV1＝ΔV2 C．ΔV1<ΔV2
______________或______________． 3 ． p － T 图象：一定质量某种气体的等容线是

故ΔT=T2-T1=150 K
即温度升高了150 K，B正确.
3.(2011·东营高二检测)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 50 倍 C.气体压强是原来的3倍
273
D.气体压强比原来增加了 50 倍
【解析】应选玻璃泡A内的一定质量的气体为研究对象，对于
B管的体积略去不计，温度变化时A内的气体经历的是一个等 容过程. 玻璃泡A内的气体的初始状态：T1=300 K,p1=(76-16) cmHg=
换，图象与物理过程、物理意义之间的相互关系，对于图线
有关问题的分析讨论，常常需要添加辅助线，然后根据有关 方程讨论.
二、非选择题 9.如图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，设B管的体积与A泡的体 积相比可略去不计.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).已知当温度 t1=27 ℃时，管内水银面高度h1=16 cm，此高度即为27℃的刻 线，问t=0℃的刻线在何处？
【解析】选C.一定质量的气体做等容变化,气体的压强跟热力
学温度成正比,跟摄氏温度不成正比关系,选项A错;根据公式
pt=p0(1+t/273),其中p0是0 ℃时的压强 p t p 0 , B选项错误.
273
由公式
p1 p 2 p 得选项C正确.D项中 p1 273 t1 T1 T2 T p2 273 t 2 t t p2 p1 (1 2 1 ), 故D项错误. 273 t1

分析：选一定质量的氢气为研究对象，状态变化是气 体的等容变化，应用查理定律解题，须特注的是在应 用查理定律解题，确定气体变化的初、末状态时要注 意将温度的单位转换成热力学温度。
初态：T1 (t 273) K 273K , p1 9 10 Pa
4
末态：T2 (30 273) K 303K , p2 ? T2 p1 p2 5 根据查理定律 T1 T2 得p2 p1 1.0 10 Pa T1
在现实中通过对大量的“压强不太大（相对标准大 气压），温度不太低（相对于室温）”的各种不同气体 做等容变化的实验数据可以证明“一定质量的气体压在 强不太大，温度不太低时，坐标原点代表的温度就是热 力学温度的零度，这就是热力学温度零点的物理意义。 由此可见：热力学的零点就规定为气体压强为零的温度。 在建立热力学温标之前，人们已经建立了华氏、摄氏 温标，但这些温标都是与测温物质的热学性质有关，当 采用不同的测温物质去测量同一温度时会产生一定差异， 这种差异是不能克服的。而由热力学温标的建立可知： 热力学温度是在摄氏温度的基础上建立起来的，零点的 确定与测温物质无关，因此热力学温标是一种更为简便 科学的理论的温标，它的零度不可能达到。又叫绝对零 度。
等容线：一定质量的某种气体在等容变化 P 过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系 p－T在直角坐标系中的图象叫做等容线． 图像特点： 0 T/K ①在P-T图线中，一定质量某种气体的等容线是一条反向 延长线通过坐标原点的直线。
（3）．图像表述——等容线
②图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等 容线上各状态的体积相同．不在同一条等容线上点的体 积与该条线上的体积一定不同。 ③通过控制变量法，做出垂直于温度 的等温线，如图所示。根据等温规律 知质量相同的同种气体，压强大的体 积小，可得 V2<V1。进而可得不同体 积下的等容线，斜率越大，体积越小， 由此可见：等压线的斜率表示体积的 倒数。

2.表达式： PV C P1V1 P2V2
该恒量C与气体的种类、质量、温度有关,对一定质量的气体,温度越 高,该恒量C越大。
条件：一定质量且温度不变
二、波意耳定律
3.两种等温变化图象
内容
p-
1图象
V
图象 特点
p-V 图象
一定质量的气体,温度不变 一定质量的气体,在温度不变的
物理 时,pV=恒量,p 与 V 成反比,p 情况下 p 与 V 成反比,因此等温 意义 与V1就成正比,在 p-V1图上的 过程的 p-V 图象是双曲线的一
P的读数，精确到 小数点后两位 手握此处改变V
V的读数，每小格0.25
研究对象
一、实验探究
p/105 Pa
3
2
1
0
1
2
实验数据的处理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
次数
压强 （×105Pa)
体积(L)
123 4 5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
1.3 1.6 2.0 2.7 4.0
V
3
4
一、实验探究
p/105Pa 3
①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状态 的体积相同
②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小（同一温度下，压强大
的体积小）如图所示，V2<V1．
p
等
p
V2
C p k
容 线
V1
T
T
O
T
O
一、气体的等容变化
查理定律的说明
（1）查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的．
（2）适用条件：某种气体质量一定，体积不变．
2.玻意耳定律的内容是什么?玻意耳定律的公式是什么？玻意耳定律适用的条件是什么?