8-2 等压变化和等容变化(实验)
等容变化和等压变化
8.2 气体的等容变化和等压变化（4月6日）学习目标：1.知道什么是等容变化，掌握查理定律的内容和公式2、掌握等容变化的P-T图线及其物理意义3、知道什么是等压过程，知道盖-吕萨克定律的内容和公式4、掌握等压变化的V-T图线及其物理意义5、会判断气体的等容和等压变化过程，并选择合适的公式进行简单的计算。
自主学习1：1、等容变化：__________________________叫等容变化。
等压变化：___________________________叫等压变化。
2、查理定律：（1）内容：一定质量的某种气体，在的情况下，_____与______温度（2）公式：___________=C 或______=________注意：①成立条件：气体_____一定，______不变②公式中与压强成正比的温度是温度，如果已知的是摄氏温度，要换算成热力学温度再应用。
3、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，________ 。
（2）公式：_____=__________或_________=C注意：①成立条件：气体质量一定，压强不变②公式中与体积成正比的温度是温度，如果已知的是摄氏温度，要换算成热力学温度再应用。
自我检测1：1、对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的2倍，则气体温度的变化情况是（）A、气体的摄氏温度升高到原来的2倍B、气体的热力学温度升高到原来的2倍C、气体的摄氏温度降低到原来的一半D、气体的热力学温度降低到原来的一半2、一定质量的理想气体由状态A变为状态B，A到B的过程为等压变化，已知V A=0.3m3，T A= 300K，T B=400K。
求气体在状态B时的体积。
3、打足气的自行车在烈日下曝晒,常常会爆胎,这是什么原因呢?4、一定质量的气体，在体积不变得到条件下，温度由0o C升高到10o C时，气压强的增量为Δp1，当它由100o C升高到110o C时，所增加的压强为Δp2，则Δp1：Δp2=5、有一个敞口的玻璃瓶，当瓶中空气温度由27o C升高到127o C时，瓶内剩余的空气是原来的几分之几？自主学习2：用图像表示两个定律：A、查理定律B、盖。
高中物理-气体的等容变化和等压变化
p
p0hS 0.8hS
1.25 p0
①
活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过
程是等温过程。该过程的初态压强为1.1 p0，体 积为V；末态的压强为p'，体积为V'，则
p' =p+0.1p0=1.35 p0
②
V'=2.2hS
③
由玻意耳定律得
V 1.35 p0 2.2hS 2.7hS
④
1.1 p0
由①式得 V2=7.39m3
②
（2）在停止加热较长一段时间后，氦气的温
度逐渐从T1=300K下降到与外界气体温度相同,
即T2=225K。这是一等压过程 ,
根据盖—吕萨克定律有
V2 V3 T1 T2
③
式中,V3是在此等压过程末氦气的体积。
由③式得V3=5.54m3
④
6图.理中综系宁统夏由卷左3右4 （两2个）侧壁绝热、底部导热、截面
气体的等容变化 和等压变化
在物理学中，当需要研究三个物理量之间的 关系时，往往采用“控制变量法”——保持 一个量不变，研究其它两个量之间的关系， 然后综合起来得出所要研究的几个量之间的 关系。
一、气体的等容变化：
1、等容变化：当体积（V）保持不变时, 压 强（p）和温度（T）之间的关系。
2、查理定律：
一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态 C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等 容变化。已知VA=0.3m3，TA=TC=300K、 TB=400K。 （1）求气体在状态B时的体积。
（2）说明B→C过程压强变化的微观原因
（3）没A→B过程气体吸收热量为Q1，B→C过 程气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明 原因。
2.等压等容变化
点代表的温 度就是热力
学温度的零
度。
① 图象上每一点表示气体一个确定的状态。同
一等容线上，各气体的体积相同 ②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小
V1＞V2
P
V
O
VO
T
等压变化
二、盖吕-萨克定律（等压）
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 V C T
典例精析 二、盖—吕萨克定律的应用
【例2】 一 定 质 量 的 空 气 ， 27 ℃ 时 的 体 积 为
1.0×10－2 m3，在压强不变的情况下，温度升高
100 ℃时体积是多大？
解析 一定质量的空气，在等压变化过程中，可以运用盖— 吕萨克定律进行求解．空气的初、末状态参量分别为 初状态：T1＝(273＋27) K＝300 K，V1＝1.0×10－2 m3； 末状态：T2＝(273＋27＋100) K＝400 K. 由盖—吕萨克定律VT11＝VT22得，气体温度升高 100 ℃时的体积为 V2＝TT21V1＝430000×1.0×10－2 m3≈1.33×10－2 m3.
第2节气体的等容变化和等压变化
知道高压锅 的原理吗？ 您
经 历 过 没？
解决 方法？
一定质量的某种气 体，在体积不变时，压强 随温度的变化叫做等容变化；在压强不变时， 体积随温度的变化叫做等压变化。那么等容 变化有什么规律呢？
一、查理定律（等容）
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。
但压强的变化p与摄氏温度t的变化成正比．
（4）一定质量的气体在等容时，升高（或降低）相同的
温度，所增加（或减小）的压强是相同的．P P C （5）解题时前后两状态压强的单位要统一．T T
高中物理 第8章 第2节 气体的等容变化和等压变化课件 新人教版选修3-3
如果手表的表盘玻璃是向内爆裂的，则外界的大气压强为 p0＝8.4×104Pa＋6×104Pa＝1.44×105Pa，
大于山脚下的大气压强(即常温下的大气压强)，这显然是 不可能的，所以可判断手表的表盘玻璃是向外爆裂的。
(2)当时外界的大气压强为 p0＝p2－6.0×104Pa＝2.4×104Pa。
答案：2381
解析：设房间体积为 V0，选晚上房间内的空气为研究对象， 在 37℃时体积变为 V1，根据盖·吕萨克定律得
VT11＝VT20 273V＋1 37＝273V＋0 7 V1＝3218V0 故中午房间内空气质量 m 与晚上房间内空气质量 m0 之比： mm0＝ρρVV01＝2381。
图象的应用
计算过程。
解析：(1)由图甲可以看出，A 与 B 的连线的延长线过原点 O，所以从 A 到 B 是一个等压变化，即 pA＝pB。
根据盖·吕萨克定律可得 VA/TA＝VB/TB， 所以 TA＝VVATBB＝0.4× 0.6300K＝200K。
(2)由图甲可以看出，从 B 到 C 是一个等容变化，根据查 理定律得 pB/TB＝pC/TC。
越小，如图 p2<p1
• 特别提醒：
• (1)在图象的原点附近要用虚线表示，因为此处实际 不存在，但还要表示出图线过原点。
• (2)如果坐标上有数字则坐标轴上一定要标上单位， 没有数字的坐标轴可以不标单位。
• 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( )
• A．pA>pB B．pC<pB • C．VA<VB D．TA<TB
• (1)通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向 内爆裂？
• (2)当时外界的大气压强为多少？
等压和等容变化
答案：310h 解析：初末状态，物块静止，可知绳中拉力大小相 等，分析活塞可知，气体发生等压变化．由盖·吕萨克定律 知： VT11＝VT22＝ΔΔVT，V1＝Sh，ΔV＝SΔh T1＝300K，解得Δh＝Th1ΔT＝310h.
图甲所示是一定质量的理想气体由状态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 1.5×105Pa.
把T1＝(273＋得
p1＝279733×1atm＝0.38atm.
体积为V＝100cm3的空心球带有一根有刻 度的均匀长管，管上共有N＝101个刻度，
设长管与球连接处为第一个刻度，以后顺
序往上排列，相邻两刻度间管的体积为 0.2cm3，水银液滴将球内空气与大气隔开， 如图所示．当温度t＝5℃时，水银液滴在 刻度为N＝21的地方．那么在此大气压下，
练习:使一定质量的理想气体按图中箭头所示的 顺序变化，图线BC是一段以纵、横轴为渐近线 的双曲线。
（1）已知气体在状态A的温度TA=300K，求气 体在状态B、C、D的温度各是多少？
（2）将上述状态变化过程在图乙中画出，图中 要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变 化的方向，说明每段图线各表示什么过程？
练习2、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法 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。
(1)等压变化：一定质量的某种气体在压强不变时体积 随温度的变化叫做等压变化．
(2)盖·吕萨克定律：一定质量的气体，在压强不变的情 况下，它的体积与热力学温度成正比，即VT11＝VT22.
这时蒸气就从排气孔向外排出．由于高压锅内的压强大， 温度高，食物容易煮烂．若已知排气孔的直径为0.3cm， 外界大气压为1.0×105Pa，温度为20℃，要使高压锅内的 温度达到120℃，则限压阀的质量应为多少？
8.2 气体的等容变化和等压变化
二.查里定律
1.内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它 的压强与热力学温度成正比。 2.公式： P/T=C=ΔP/ΔT
P1/T1=P2/T2
一定质量的气体的P—T图线 其延长线过原点. 判断哪条等容线表示的是体 积大? V1<V2 体积越大，斜率越小；体积 越小，斜率越大。
例1 一定质量的气体，保持体积不变，温度从1℃ 升高到5℃，压强的增量为 2.0×103 Pa，则 [ C ] A．它从5℃升高到10℃，压强增量为 2.0×103Pa B．它从15℃升高到20℃，压强增量为 2.0×103Pa C．它在0℃时，压强约为1.4×105Pa
练习1、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降 D 低时： A、压强减小，密度减小； B、压强减小，密度增大； C、压强不变，密度减小； D、压强减小，密度不变 练习2、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法 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。
三.气体的等压变化
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. 盖.吕萨克定律 2.公式: 3.图象
V/T=C V1/T1=V2/T2
一定质量的气体的V—T 图线其延长线过原点. 不同压强下的等压 线,斜率越大,压强越 小.
例2:见课本P.22
作业：问题与练习1、2
第八章 气体
第二节 气体的等容变化和等压变化
演示实验：
一.引入新课
滴液瓶中装有干燥的空气，用涂有少量润滑油的橡 皮塞盖住瓶口，把瓶子放入热水中，会看到塞子飞出； 把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子时会比平时费力。
《气体的等容变化和等压变化》教案
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。
【高中物理】气体的等压变化和等容变化 课件 高二物理人教版(2019)选择性必修第三册
(2)若在气温为270 K时，用该气压计测得读数为70 cmHg，则实际气压
为多少cmHg?
解（1）设实际气压为p，取封闭在玻璃管中的气体
为研究对象P1＝(76－70) cmHg＝6 cmHg
V1＝(100－70)S＝30S cm3。由玻意耳定律P1V1＝P2V2
解得p≈73.6 cmHg。
器中溢出的空气质量是原来质量的多少倍呢？
解：以容器内的温度为27℃时的气体为研究对象
初态： V1=V
T1=27+273=300K
末态： V2=？
T2=127+273=400K
V1 V2
T1 T2
根据等压变化
4
代入数据得：V2 3 V
27℃
127℃
m V2 V 1
从容器中溢出的空气质量与原来质量的比值为
2.3气体的等压变化和等容变化
学习目标
1、通过实验知道什么是气体的等圧変化和等容变化
2、通过实验理解并掌握盖吕萨克定律和查理定律的内容、表达
式和使用条件
3、通过阅读课本知道什么是理想气体，理解其特点
4、通过推导理解理想气体的状态方程，并会应用理想气体状态
方程解决实际问题
5、理解P—T图像、V—T图像的物理意义
练习、如图所示，某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面1 m，
因上部混入少量空气，使其读数不准。当气温为300 K，标准气压计读
数为76 cmHg时，该气压计读数为70 cmHg。
(1)在相同气温下，若用该气压计测量气压，测得读数为68 cmHg，则实
际气压应为多少cmHg?
(2)若在气温为270 K时，用该气压计测得读数为70 cmHg，则实际气压
高中物理复习 等容变化和等压变化
(4)适用条件：①气体的质量不变．②气体的体积不变．
直线的斜率越大，体积越小，如图V 2<V 1
直线的斜率越大，压强越小，如图p 2<p 1
查理定律的分比形式Δp ＝p
ΔT 即一定质量气体在体积不变条件下，压强变化量与热力学温度的变化量成正比．图象的比较：
纵坐标
压强p
体积V
(4)适用条件：①气体的 不变．②气体的 不变．
图象的比较：
纵坐标
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
基础达标
2．一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V－T图上表示如图所示，则()
A．在过程AC中，气体的压强不断变小
A．如果把烧瓶浸在热水中，应把A向下移
【答案】AD
【答案】D
8．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止．设活塞与缸壁间无摩擦，可以
能力提升
1．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()
T
【答案】B
3．(多选)如右图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空4.
如图所示，气缸A中封闭有一定质量的气体，活塞B与A的接触是光滑的且不漏气，B上放一重物C，B与
求重物m下降的高度．
【解析】初末状态，物块静止，分析活塞受力，可知绳中拉力大小相等，气体发生等压变化，由盖－吕萨克。
8.2 气体的等容变化和等压变化
例3.一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历
了B、C，最后到D状态，下列判断中正确的是（ACD）
A．A→B温度升高，压强不变 B．B→C体积不变，压强变大 C．C→D体积变小，压强变大 D．D点的压强比A点的压强小
【对点练习】(2014·福建高考)如图为一定质量理想气
相同温度的过程中,水银将（ C ）
A.向A端移动 C.始终不动
B.向B端移动 D.以上三种情况都有可能
假设法：假设等容变化：水银移动 的条件是 Δ PA>Δ PB
思考：如 果管竖直
PA PA TA TA
PA
PA TA
TA
能力提升(水银柱的移动问题）
例4、粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水 银柱将管中气体分为A和B两部分，如图所示.已知两部 分气体A和B的体积关系是Vb=3Va,将玻璃管温度均升高
（3）图像的斜率与压强的关系 斜率越小压强越大
1、等容线 2、等压线
V2＜V1
一定质量的气体，不同 体积下的图像1、2，等 容线的斜率反映了体积 的大小
P2＜P1
一定质量的气体，不同 压强下的图像1、2，等 容线的斜率反映了体积 的大小
基本规律简单应用
例1、一定质量的氢气在0℃时的压强是9×104Pa， 保持氢气的体积不变，它在30℃时的压强是多大？
注意：查理定律中的温度T为热力学温度，解题时 注意单位的统一。
思考1、冬季，装有半瓶水的暖水瓶经过一个夜晚， 第二天拔瓶口的软木塞时会觉得很紧，不易拔出来， 这是什么原因？
例2.如图所示，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℃。 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)
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庆云第一中学课堂导学案（实验）
（设计者：马福禄审核者：刘金梅）
年级：二学科：物理编号：X3.3-19 日期:2014 年4月12日班级：姓名：
课题：8-2 气体的等容变化和等压变化
【学习目标】
（1）知道什么是气体的等容变化和等压变化；
（2）掌握查理定律和盖-吕萨克定律的内容、数学表达式；
（3）理解p-T图象、V-T图象的物理意义；
【自学指导】请同学们根据以下问题阅读课本21到22页内容，8分钟后检测
1.什么是等温变化？
2．玻意耳定律的内容是什么
3．画出等温变化的图象
【检测】请同学们用13分钟的时间完成以下题目
1.一定质量的气体在保持密度不变的情况下，把它的温度由原来的27℃升到127℃，这时该气体的压强是原来的（）
A. 3倍
B. 4倍
C. 4/3倍
D. 3/4倍
2.一定质量的气体，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
3.将质量相同的同种气体A、B分别密封在体积不同的两容器中，保持两部分气体体积不变，A、B两部分气体压强温度的变化曲线如图8.2—6所示，下列说法正确的是 ( )
A. 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
4．如右图所示是一定质量的气体的三种升温过程，那么，以下四种解释中正
确的是（）
A．a→d的过程气体体积增加B．b→d的过程气体体积增加
C．c→d的过程气体体积增加D．a→d的过程气体体积减小
5.查理定律的正确说法是一定质量的气体，在体积保持不变的情况下 ( )
A.气体的压强跟摄氏温度成正比
B.气体温度每升高1℃，增加的压强等于它原来压强的1/273
C.气体温度每降低1℃.减小的压强等于它原来压强的1/273
D.以上说法都不正确
6.一定质量的气体当体积不变而温度由100℃上升到200℃时，其压强 ( )
A. 增大到原来的两倍
B. 比原来增加100/273倍
C. 比原来增加100/373倍
D. 比原来增加1/2倍
7.一定质量的理想气体等容变化中，温度每升高1℃，压强的增加量等于它在17℃时压强的( )
A. 1/273
B. 1/256
C. 1/300
D. 1/290
8.一定质量的理想气体，现要使它的压强经过状态变化后回到初始状态的压强，那么使用下列哪些过程可以实现 ( )
A.先将气体等温膨胀，再将气体等容降温
B.先将气体等温压缩，再将气体等容降温
C.先将气体等容升温，再将气体等温膨胀
D.先将气体等容降温，再将气体等温压缩
9.一密闭钢筒中所装的气体，在温度为20℃时，压强为1个大气压，如温度上升到80℃时，压强为（）A．4个大气压B．1/4个大气压C．1.2个大气压D．5/6个大气压
图8.2—
6
【当堂训练】20分钟
1.如图8.2—7所示，将盛有温度为T 的同种气体的两容器用水平细管相连，管中有一小段水银将A 、B 两部分气体隔开，现使A 、B 同时升高温度，若A 升高到T+△T A ，B 升高到T+△T B ，已知V A =2V B ，要使水银保持不动，则 ( )
A. △T A =2△T B
B. △T A =△T B
C. △T A =
21△T B D. △T A =4
1
△T B 2.如图8.2—8，某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度，当容器水温是30℃时，空气柱长度为30cm ，当水温是90℃时，空气柱的长度是36cm ，则该同学测得的绝对零度相当于多少摄氏度( ) A.-273℃ B. -270℃ C. -268℃ D. -271℃
3.如图8.2—10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 ( ) A.下部两侧水银面A 、B 高度差h 减小 B.h 增大
C.右侧封闭气柱体积变小
D.水银面A 、B 高度差h 不变
4.一密闭钢筒中所装的气体，在温度为20℃时，压强为1个大气压，如温度上升到80℃时，压强 为 个大气压。
5.在压强不变的情况下，必须使一定质量的理想气体的温度变化到 ℃时，才能使它的体积变为在273℃时的体积的一半。
6.如图8.2—11所示，汽缸中封闭着温度为100℃的空气，一重物用绳索经滑轮跟缸中活塞相连接，重物和活塞都处于平衡状态，这时活塞离气缸底的高度为10cm ，如果缸内空气变为0℃，重物将上升 cm 。
7.设大气压保持不变，当室温由6℃升高到27℃时，室内空气将减 少 %。
8.容积为2L 的烧瓶，在压强为1.0×105Pa 时，用塞子塞住，此时温度为27℃，当把它加热到127℃时，塞子被打开了，稍过一会儿，重新把盖子塞好，停止加热并使它逐渐降温到27℃，求： (1)塞子打开前的最大压强； (2)27℃时剩余空气的压强？
9．如图所示,一定质量的气体由A 态沿直线变化至B 态,已知A 态气体体积为22.4L,则B 态的体积为多少L?B 态的温度为多少K?
10．有一个密闭的容器中装有一定质量的气体,当温度升高5℃时,气体的压强增加了原来的1%,则气体原来的温度是多少?
图8.2—
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图8.2—
11。