2020年高中物理竞赛辅导课件★★理想气体的等体过程和等压过程
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2020版高中物理第八章气体2气体的等容变化和等压变化课件新人教版选修3_3
S 0.5l = S l
பைடு நூலகம்
T1
T2
所以 T2=2T1=600 K
故 t2=(600-273) ℃=327 ℃.
答案:(2)327 ℃
[针对训练2] 图(甲)是一定质量的某种气体由状态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.
2.公式变形式
由 V1 = V1 V 得 V1 = V ,所以Δ V= T V1,Δ T= V T1.
T1 T1 T T1 T
T1
V1
3.V-T图象和V-t图象 (1)V-T图象:一定质量的某种气体,在等压变化过程中,气体的体积V随热 力学温度T变化的图线是延长线过原点的倾斜直线,如图(甲)所示,且 p1<p2,即压强越大,斜率越小.
要点二 等压变化及盖—吕萨克定律 [探究导学] 如图所示为压强不变时体积与温度的关系图线,试根据图象回答下列问题:
(1)简述盖—吕萨克定律. 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.
(2)试写出摄氏温标下,盖—吕萨克定律的数学表达式. 答案:盖—吕萨克定律可表示成 V1 = V2 或 V1 = T1 .运用等比定理可
T1 T1 T T1 T
T1
p1
3.p-T图象和p-t图象 (1)p-T图象:一定质量的某种气体,在等容变化过程中,气体的压强p和热 力学温度T的图线是延长线过原点的倾斜直线,如图(甲)所示,且V1<V2,即 体积越大,斜率越小.
(2)p-t图象:一定质量的某种气体,在等容变化过程中,压强p与摄氏温度 t是一次函数关系,如图(乙)所示,等容线是一条延长线通过横轴上 -273.15 ℃的倾斜直线,且斜率越大,体积越小.图象纵轴的截距p0是气 体在0 ℃时的压强.
物理课件4.4理想气体的等体过程和等压过程
特点上的比较
比较：等体过程气体体积不变，等 压过程气体压力不变
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
等压过程：气体压力不变，体积可 以变化
结论：等体过程和等压过程在特点 上有明显区别
理想气体等体过程和等 压过程的实例分析
等体过程的实例分析
等体过程的概念和特点 等体过程的实例：水银柱的升降实验 等体过程中气体状态的变化 等体过程在日常生活中的应用
07 理想气体等体过程和 等压过程的应用前景
添加章节标题
理想气体等体过程的定 义和特点
Байду номын сангаас
等体过程的定义
等体过程是指气体 体积不变的过程
温度是理想气体内 能变化的量度
等体过程中，气体 吸收的热量全部转 化为内能
等体过程中，气体 的状态参量如压强 和温度随时间发生 变化
体积不变：等体过程中气体的体积 始终保持不变。
实验验证的结果分析和讨论
实验数据整理：对实验数据进行整理，包括实验数据表格和图表 结果分析：对实验结果进行分析，包括数据变化趋势、误差分析等
讨论：对实验结果进行讨论，包括理想气体等体过程和等压过程的原理、影响因素等
结论：总结实验验证的结果，得出结论
理想气体等体过程和等 压过程的应用前景
在物理学中的应用前景
在航天工程中，理想气体等体过程和等压过程可以用来 研究航天器内部的热环境，对于航天器的设计和运行具 有重要意义。
在能源工程中，理想气体等体过程和等压过程可以用来 研究热能转换和传输过程中的效率和优化，对于提高能 源利用效率和减少能源浪费具有重要意义。
在工程和技术领域的应用前景
能源领域：利用理想气体等体和等压过程的理论，可以优化能源转换和储存效率，提高能源利用效 率。
理想气体的等体过程和等压过程
CV ,m
dQV dT
dQV CV ,mdT
单位 J mol1 K1
3
mol 理想气体
CV ,m
dQV dT
dQV dE CV ,mdT
由热力学第一定律
QV CV ,m (T2 T1) E2 E1
4
p
等 p2
体
升 压
p1
o
2 ( p2,V ,T2 )
1 ( p1,V ,T1)
V
V
摩尔热容比
Cp,m CV ,m
8
三个量：
W p(V2 V1) R(T2 T1) Qp C p,m (T2 T1)
E2 E1 CV ,m (T2 T1)
9
p
等 p ( p,V1,T1) ( p,V2,T2)
压
1
2
膨
W
胀 o V1
V2 V
Qp
E2
E1
W
p
等 p ( p,V2,T2) ( p,V1,T1)
压2
1
压
W
缩 o V2
V1 V
Qp E1
W
E2
10
四 比热容
热容
C dQ dT
比热容
c dQ C mdT m
11
p
等 p1
体
降 压
p2
o
1( p1,V ,T1)
2( p2,V ,T2 )
V
V
QV
E1
E2
E1
QV
E2
5
二 等压过程 摩尔定压热容
特性 p 常量
过程方程 VT 1 常量 p
功 W p(V2 V1)
p ( p,V1,T1) ( p,V2,T2)
气体的等容变化和等压变化ppt课件
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
2020_2021学年新教材高中物理第二章气体固体和液体3气体的等压变化和等容变化课件
3.气体的等压变化和等容变化
必备知识·素养奠基
一、气体的等压变化 【思考】如图用红色液体封闭烧瓶内的气体,双手捂烧瓶时,红色液体怎样移动? 为什么?
提示:红色液柱向上移动,烧瓶内的压强保持不变,当温度升高时,体积增加,红色 液体向外移动。
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,叫作 等压变化。
是说 pV (=CC为恒量)。
T
【典例示范】 有人设计了一种测温装置,其结构如图所示,A玻璃泡内封有一定量 气体,与A相连的B管插在水槽中,管内水银面的高度x即可反映玻璃 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75 cmHg的压强)。已知当温度t1=27 ℃时, 管内水银面高度x=15 cm,此高度即为27 ℃的刻度线,问t=-3 ℃的刻度线在何 处?
三、理想气体 1.气体实验定律的适用条件:气体实验定律是在压强不_太__大__(相对大气压)、 温度不_太__低__(相对室温)的条件下总结出来的。当压强很大、温度很低时,由 上述规律计算的结果与实际测量结果有_很__大__的差别。 2.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。 3.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,把实际气体当成理想气体来处理。
关键能力·素养形成
一 盖-吕萨克定律和查理定律的应用
1.盖-吕萨克定律
(1)表达式
①
V1 T1
=
V2 T2
=恒量(T1、T2为热力学温度)。
必备知识·素养奠基
一、气体的等压变化 【思考】如图用红色液体封闭烧瓶内的气体,双手捂烧瓶时,红色液体怎样移动? 为什么?
提示:红色液柱向上移动,烧瓶内的压强保持不变,当温度升高时,体积增加,红色 液体向外移动。
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,叫作 等压变化。
是说 pV (=CC为恒量)。
T
【典例示范】 有人设计了一种测温装置,其结构如图所示,A玻璃泡内封有一定量 气体,与A相连的B管插在水槽中,管内水银面的高度x即可反映玻璃 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75 cmHg的压强)。已知当温度t1=27 ℃时, 管内水银面高度x=15 cm,此高度即为27 ℃的刻度线,问t=-3 ℃的刻度线在何 处?
三、理想气体 1.气体实验定律的适用条件:气体实验定律是在压强不_太__大__(相对大气压)、 温度不_太__低__(相对室温)的条件下总结出来的。当压强很大、温度很低时,由 上述规律计算的结果与实际测量结果有_很__大__的差别。 2.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。 3.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,把实际气体当成理想气体来处理。
关键能力·素养形成
一 盖-吕萨克定律和查理定律的应用
1.盖-吕萨克定律
(1)表达式
①
V1 T1
=
V2 T2
=恒量(T1、T2为热力学温度)。
【高中物理】优质课件：理想气体的等压、等体、等温过程
由热力学第一定律：Q = U2 - U1 +A ，得
U2 = U1
即：内能不变
因理想气体内能只决定于温度，故 T2 =T1
理想气体的状态方程：P2V2 /T2 = P1V1 /T1
已知 V2 = 2V1 T2 = T1 ，得 P2 = P1 / 2
理想气体定体热容及内能
Cv, m dUm dT
dQ dU vCV , mdT
高中物理
理想气体的等压、等体、等温过程
理想气体的等压、等体、等温过程
迈耶公式 CP, m CV , m R
理想气体有 dU vCv, mdT
理想气体准静态过程的第一定律表达式
dQ vCV , mdT PdV
1、等体过程 dQ vCV , mdT
T2
Q vCV , mdT T1
用电热器加热保持装置的温度恒定，直 到量热器内的气压降到大气压强，在此过 程中，可分别求出气体对外作的功和系统 所吸收的热量（电热器所耗的电能）。
解：
M μ
pv RT
8.
1 0.0082 2 105 300
1 3
(1)
Qv
M μ
Cv
( T2
T1)
1 3
5 2
R ( 400 300 )
692
.5
J
(2)
Qp
M μ
Cp
( T2
T1)
1 7 8.31 ( 32
400 300 )
969 . 7
J
C p > C V 两过程内能变化相等，等压过
程需对外作功，所以需要吸收更多的热量。
例 将500J的热量传给标准状态下2mol 的氢。 (1) 若体积不变，问这热量变为什么？氢的温
8.2气体的等容变化和等压变化(精华)PPT课件
如图：一定质量的气体从初状态（V1、 T1）开始，发生一个等压变化过程， 其体积的变化量ΔV与温度变量ΔT间
的关系
V
表达式：T
V1 T1
C“斜率”
推论2：一定质量的气体在等压时，升高（或降
低）相同的温度，所增加（或减小）的体积是相同
的．
即斜率相等
包括摄氏温度
2021
20
例1.一定质量的气体，在体积不变时，温度每升
则重物上升高度Δh =10－7.4=2.6 cm
2021
11
例2.如图所示，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( D )
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高度差不变
2021
12
2、图像的转换 思考：如果是V—T图呢？
2021
16
例4.一定质量的理想气体，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
2021
17
2021
18
二、两个推论
例2.如图，能正确描述一定质量的气体等容变化规律
的是（ AD ）
例3、说出下列图像 的气体状态的变化 过程
2021
14
例5.如图8-2-7所示，p表示压强，V表示体积，T表 示热力学温度，t表示摄氏温度，各图中正确描述
一定质量理想气体等压变化规律的是（ AC ）
2021
15
气体图像及转换
1、说出下例图像中的气体状态过程
2019_2020学年高中物理第八章气体第2节气体的等容变化和等压变化课件新人教版选修3_3
(2)此时 A 泡内气体的压强： p2＝(75－16) cmHg＝59 cmHg 由查理定律：Tp22＝Tp11 得：T2＝295 K＝22 ℃. [答案] (1)21.4 cm (2)22 ℃
应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的适用条件：质 量一定，体积不变． (3)确定初、末两个状态的温度、压强． (4)根据查理定律列式求解． (5)求解结果并分析、检验．
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，叫做等压变化． 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，体积 V 与热力学温度 T 成__正__比__． (2)表达式：V＝__C__T__或VT＝C 或VT11＝VT22.
命题视角 2 查理定律公式的应用 有人设计了一种测温装置，其结构如图所
示．玻璃泡 A 内封有一定量气体，与管 A 相连的 B 管插在水银槽中，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 泡的体积相比可略去 不计．
(1)在标准大气压下对 B 管进行温度标度(1 标准大气压相当于 76 cm 水银柱的压强)．已知当温度 t＝27 ℃时的刻度线在 x＝ 16 cm 处，问 t＝0 ℃的刻度线在 x 为多少厘米处？ (2)若大气压已变为相当于 75 cm 水银柱的压强，利用该测温装 置测量温度时所得读数仍为 27 ℃，问此时实际温度为多少？
[思路点拨] 分别作出过 a、d 点的等容线，根据等容线斜率大 小判断体积变化情况．
[解析] 首先，因为 bc 的延长线通过原点，所以 bc 是等容线， 即气体体积在 bc 过程中保持不变，B 正确；ab 是等温线，压强 减小则体积增大，A 正确；cd 是等压线，温度降低则体积减小， C 错误；连接 aO 交 cd 于 e，则 ae 是等容线，即 Va＝Ve，因为 Vd＜Ve，所以 Vd＜Va，所以 da 过程中体积不是保持不变，D 错 误． [答案] AB
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等体降压 等体升压
p
p2
2 ( p2,V ,T2)
p1
1 ( p1,V ,T1)
o
V
V
p
p1
1( p1,V ,T1)
p2
2( p2,V ,T2)
oV
V
QV
E1
E2
E1
QV
E2
6
第十三章 热力学基础
二 等压过程 摩尔定压热容
特性 p 常量
过程方程 VT 1 常量 p
功 W p(V2 V1)
p ( p,V1,T1) (p,V2,T2)
（4） 各等值过程的特性 .
2
第十三章 热力学基础
一 等体过程 摩尔定体热容
特性 V 常量 过程方程 PT 1 常量 p
dV 0 dW 0 p2
( p2,V,T2)
由热力学第一定律
dQV dE
p1
( p1,V ,T1)
oV
V
3
物理学
13-3 理想气体的等体和等压过程 摩尔热容
第五版
摩尔定体热容: 1mol 理想气体在等体 过程中吸收热量 dQV ，使温度升高 dT , 其 摩尔定体热容为:
2020年高中物理竞赛辅导课件★★
计算各等值过程的热量、功和内能共性）
dQ dE pdV 解决过程中能
（2） Q E V2 pdV 量转换的问题 V1
1
物理学
13-3 理想气体的等体和等压过程 摩尔热容
第五版
（3） E E(T )（理想气体的状态函数）
10
第十三章 热力学基础
等压压缩 等压膨胀
p
p ( p,V1,T1) (p,V2,T2)
1
2
W
o V1
V2 V
Qp
E2
E1
W
p
p
( p,V2,T2) ( p,V1,T1)
2
1
W
o V2
V1 V
Qp E1
W
E2
11
物理学
13-3 理想气体的等体和等压过程 摩尔热容
第五版
四 比热容
热容
C dQ dT
比热容
c
dQ mdT
C m
12
第十三章 热力学基础
1
2
由热力学第一定律
W
dQp dE dW
o V1
V2 V
7
物理学
13-3 理想气体的等体和等压过程 摩尔热容
第五版
摩尔定压热容: 1 mol 理想气体在等压
过程中吸收热量 dQp ，温度升高 dT ，其
摩尔定压热容为：
dQp C p,mdT
C p,m
dQp dT
8
第十三章 热力学基础
dQ p C p,mdT dE pdV
dE CV ,mdT
pdV RdT
可得摩尔定压热容和摩尔定体热容的关系
Cp,m CV ,m R
摩尔热容比
Cp,m CV,m
9
物理学
13-3 理想气体的等体和等压过程 摩尔热容
第五版
三个量：
W p(V2 V1) R(T2 T1) Qp Cp,m (T2 T1)
E2 E1 CV,m(T2 T1)
CV ,m
dQV dT
dQV CV ,mdT
单位 J mol1 K1
4
第十三章 热力学基础
mol 理想气体
CV ,m
d QV dT
dQV dE CV ,mdT
由热力学第一定律
QV CV ,m (T2 T1) E2 E1
5
物理学
13-3 理想气体的等体和等压过程 摩尔热容
第五版