2013物理人教版选修3-3 课件：第八章 2 气体的等容变化和等压变化

积增大，温度降低时，体积减小．
(3)适用条件 ①压强不太大(相对大气压)，温度不太低(相对室温)．
②气体的质量一定，压强不变．
(4)推论：一定质量的气体发生等压变化时，从初态(V、T) V ΔV 变化到另一状态的过程中体积的变化量为ΔV，则—＝ . T ΔT
2．等压变化的图象(V－T 图象) (1)在 V－T 图象中，等压线是一条延长线通过坐标原点的
度， 计算时应将摄氏温度转化为热力学温度.0 ℃时， 0＝273 K； T p Δp 27 ℃时，T1＝300 K；28 ℃时，T2＝301 K．由T ＝ΔT可得增加 1 T2－T1 ΔT 1 p0 p T1 的压强 Δp＝ T p＝ T p＝300p，又由T ＝T 得 p＝T p0，可得 1 1 0 1 0 1 1 Δp＝T p0＝273p0. 0
强增大，温度降低时，压强减小．
(3)适用条件 ①压强不太大(相对大气压)，温度不太低(相对室温)．
②气体的质量一定，体积不变．
(4)推论：一定质量的气体在等容变化时，从初态(p、T)变 p Δp 化到另一状态的过程中压强的变化量为Δp，则—＝ . T ΔT
2．等容变化的图象(p－T 图象) (1)在 p－T 图象中，等容线是一条延长线通过坐标原点的倾 斜的直线，其斜率反映体积的大小，如图 8－2－1 所示．
二、气体的等压变化 压强 1．等压变化：一定质量的某种气体，在________不变时， 体积 温度 ________随________的变化． 2．盖—吕萨克定律 (1)内容：一定质量的某种气体，在压强保持不变的情况下， 正 体积 V 与热力学温度 T 成______比． V V＝CT (2) 表 达 式 ： __________ 或 __________ ， 也 可 表 述 为 T＝C
(2)分析可知气缸内气体做等压变化．设活塞横截面积为 S cm2, 气体初态体积 V1＝10S cm3, 温度 T1＝373 K, 末态温度 T2 ＝273 K, 体积设为 V2＝hS cm3(h 为活塞到缸底的距离) V1 T 1 根据V ＝T 可得 h＝7.4 cm 2 2 则重物上升高度 Δh＝10－7.4＝2.6 cm.
3．如图 8－2－5 所示，是一定质量的气体从状态 A 经状态 B 到状态 C 的 V－T 图象，由图象可知( D )
图 8－2－5
A．pA>pB C．pA>pC B．pC<pB
D．pC>pB
V1 V2 V1 V2－V1 ΔV 解析： 由T ＝ T 得T ＝ ＝ ， 可以判断选项 A 正确． T2－T1 ΔT 1 2 1
要点1
查理定律
1．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．
p1 p (2)表达式： p＝CT 或T＝C(C 为比例常数)， 也可表示为T ＝ 1 p 2 p 1 T1 T2或p2＝T2.在体积不变时，一定质量的气体，温度升高时，压
1
T2 p2 293 T1得p1＝773(t1、t2 换算成热力学温度) ，解得 p2＝0.38 atm.
要点2
盖—吕萨克定律
1．盖—吕萨克定律 (1)内容：一定质量的某种气体，在压强保持不变的情况下， 体积 V 与热力学温度 T 成正比．
V1 V (2)表达式： V＝CT 或 T＝C(C 为比例常数)， 也可表示为 T ＝ 1 V2 V1 T 1 T2或V2＝T2.在压强不变时，一定质量的气体，温度升高时，体
V1 T1 V1 V2 ______________或______________． V2＝T2 T1 ＝ T2
3 ． V － T 图象：一定质量某种气体的等压线是 通过坐标原点的直线 __________________________．(其中横轴 T 为热力学温度)
1．(双选)下列图中描述一定质量的气体做等容变化的过程 的图线是( CD )
答案：AD
名师点睛：查理定律的另一种表述为：一定质量的某种气 体，在体积保持不变的情况下，温度每升高(降低)1 ℃，增加(
减小)的压强等于气体在 0 ℃时的压强的
1 273
.
1．图 8－2－2 所示是一定质量的气体从状态 A 经状态 B 到 状态 C 的 p－T 图象，则下列判断正确的是( B )
图 8－2－1 (2)图象的物理意义 ①图线上每一点表示气体一个确定的状态．同一等容线上， 气体各状态的体积相同． ②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小，如图 8－2 －1 所示，V2<V1.
[例 1](双选)一定质量的气体在 0 ℃时的压强为 p0，在 27 ℃
) 时的压强为 p，则从 27 ℃升高到 28 ℃时，增加的压强为( p0 p p0 p A.273 B.273 C.300 D.300 p p Δp 思路点拨：根据T＝C，T＝ΔT可求．式中的 T 为热力学温
A．VA＝VB
C．VB<VC
B．VB＝VC
D．VA>VC 图 8－2－2
解析：图线 BC 经过 p－T 图象的坐标原点，说明从状态 B
到状态 C 是等容变化，故 C 错 B 对．连接 OA，该直线也是一
条等容线，且直线的斜率比 BC 的大，则 A 状态的体积比 B、C 状态的体积小，故选项 AD 错．
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 B．逐渐增大 D．成正比例增大
C．逐渐减小
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 B．ΔV1>ΔV2 D．无法确定
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气体的等容变化和等压变化
一、气体的等容变化
体积 1．等容变化：一定质量的某种气体，在________不变时， 压强 温度 ________随________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， 正 压强 p 与热力学温度 T 成______比． p T＝C p＝CT (2) 表 达 式 ： __________ 或 __________ ， 也可表述为 p1 p2 p 1 T1 ＝T T1 2 p2＝T2 ______________或______________． 3 ． p － T 图象：一定质量某种气体的等容线是 通过坐标原点的直线 ________________________．(其中横轴 T 为热力学温度)
2．电灯泡内充有氦氩混合气体，如果要使电灯泡内的混合
气体在 500 ℃时的压强不超过一个大气压，则在 20 ℃的室温下
充气，电灯泡内气体压强至多能充到多少？
解：由于电灯泡容积不变，故气体为等容变化，设 t1 ＝ p2 500 ℃时，压强为 p1＝1 atm，t2＝20 ℃时的压强为 p2，则由p ＝
解析：等容变化过程的 p－T 图线为过坐标原点的直线， p －t 图线在 t 轴上的坐标是(－273 ℃，0)．
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
倾斜的直线，其斜率反映压强的大小，如图 8－2－3 所示．
图 8－2－3 (2)图象的物理意义
① 图象上每一点表示气体一个确定的状态．同一等压线 上，气体各状态的压强相同．
②不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小，如图 8－2
－3 所示，p2<p1.
[例 2]图 8－2－4 所示的气缸中封闭着温度为 100 ℃的空 气， 一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接， 重物和活塞均
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 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， 故活塞下 移， 重物上升．