第三節(jié)氣體的等壓變化和等容變化第二章

氣體、固體和氣體學(xué)習(xí)目標(biāo)1新課講解3新課導(dǎo)入2經(jīng)典例題4課堂練習(xí)5本課小結(jié)6目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解理想氣體模型，知道實(shí)際氣體在什么情況下可以看成理想氣體。2.能用分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)解釋氣體實(shí)驗(yàn)定律。新課導(dǎo)入

燒瓶上通過(guò)橡膠塞連接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住燒瓶，會(huì)觀察到水柱緩慢向外移動(dòng)，這說(shuō)明了什么？第一節(jié)氣體的等壓變化氣體的等壓變化

氣體的等溫變化蓋·呂薩克定律一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，體積隨溫度變化的過(guò)程一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T

成正比（V∝T）公式可寫(xiě)成氣體的等壓變化

等壓曲線tOV-273.15p1TOVp2p1<p2同一條直線上壓強(qiáng)相同氣體的等壓變化

③壓強(qiáng)越大，斜率越小。如圖2：p1>p2>p3>p4。對(duì)等壓線的理解V-t圖像中的等壓線①延長(zhǎng)線通過(guò)(－273.15℃，0)的傾斜直線。②縱軸截距V0是氣體在0℃時(shí)的體積。V-T圖像中的等壓線①延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線。②壓強(qiáng)越大，斜率越小。如圖3：p1>p2>p3>p4。適用條件：①氣體的質(zhì)量不變②氣體的壓強(qiáng)不變氣體的等壓變化第二節(jié)氣體的等容變化氣體的等容變化

氣體的等容變化一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)隨溫度變化的過(guò)程查理定律一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)P與熱力學(xué)溫度T

成正比

（P

∝

T）公式可寫(xiě)成氣體的等容變化

等容線V1

V2<tOp-273.15V1TOpV2氣體的等容變化氣體實(shí)驗(yàn)定律

玻意耳定律查理定律蓋-呂薩克定律壓強(qiáng)不太大(相對(duì)大氣壓)，溫度不太低(相對(duì)室溫)這些定律的適用范圍：p1V1=p2V2第三節(jié)理想氣體理想氣體

特點(diǎn)假設(shè)有這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能?chē)?yán)格地遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律,我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。理想氣體（1）理想氣體是不存在的，是一種理想模型。（2）在溫度不太低,壓強(qiáng)不太大時(shí)的氣體可看成是理想氣體。理想氣體

特點(diǎn)（4）從能量上說(shuō)：理想氣體的微觀本質(zhì)是忽略了分子力，沒(méi)有分子勢(shì)能，理想氣體的內(nèi)能只有分子動(dòng)能。（3）從微觀上說(shuō)：分子間以及分子和器壁間，除碰撞外無(wú)其他作用力，分子本身沒(méi)有體積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定,與氣體的體積無(wú)關(guān)。理想氣體

理想氣體的狀態(tài)方程（1）內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種理想氣體在從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)時(shí)，盡管p、V、T都可能改變，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變。（2）公式：或注：恒量C由理想氣體的質(zhì)量和種類(lèi)決定，即由理想氣體的物質(zhì)的量決定理想氣體

理想氣體的狀態(tài)方程（3）使用條件:一定質(zhì)量的某種理想氣體。①當(dāng)T1=T2時(shí)，p1V1=p2V2

(玻意耳定律)②當(dāng)V1=V2時(shí)，

(查理定律)③當(dāng)p1=p2時(shí)，

(蓋-鋁薩克定律)（4）氣體的三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律是理想氣體狀態(tài)方程的特例：理想氣體

理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用(1)解題步驟①確定研究對(duì)象，即某一定質(zhì)量的理想氣體，分析它的變化過(guò)程；②確定初、末兩狀態(tài)，準(zhǔn)確找出初、末兩狀態(tài)的六個(gè)狀態(tài)參量，特別是壓強(qiáng)；③用理想氣體狀態(tài)方程列式，并求解。(2)注意：①氣體質(zhì)量保持不變②T必須是熱力學(xué)溫度，公式兩邊

p和

V單位需統(tǒng)一經(jīng)典例題如圖所示，A、B兩個(gè)大容器裝有同種氣體，容器間用一根細(xì)玻璃管連接，管中有一水銀滴D做活塞，當(dāng)左邊容器的溫度為-10℃，右邊容器的溫度為10℃時(shí)，水銀滴剛好在玻璃管中央保持平衡，當(dāng)兩個(gè)容器的溫度都下降10℃時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(

)A.水銀滴將不運(yùn)動(dòng) B.水銀滴將向右運(yùn)動(dòng)C.水銀滴將向左運(yùn)動(dòng)

D.水銀滴的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)法判斷C答案：C解析：假設(shè)水銀滴不動(dòng)，兩邊氣體都發(fā)生等容變化，根據(jù)

可知，對(duì)左側(cè)氣體有

，對(duì)右側(cè)氣體有

，整理可得

，因此水銀滴將向左運(yùn)動(dòng)，故選C一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在氣缸中，氣缸和活塞的絕熱性、密封性良好，如圖所示。現(xiàn)接通電熱絲加熱氣體，活塞緩慢向上移動(dòng)，不計(jì)活塞與氣缸間的摩擦，外界大氣壓強(qiáng)保持不變，則該過(guò)程(

)A.氣體壓強(qiáng)不變B.氣體中每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能都增加C.電熱絲產(chǎn)生的熱量小于氣體對(duì)活塞做的功D.在單位時(shí)間內(nèi)，氣體分子與單位面積活塞碰撞的次數(shù)增加A答案：A解析：A.活塞向上運(yùn)動(dòng)，不計(jì)活塞與氣缸間的摩擦，外界大氣壓強(qiáng)保持不變，整個(gè)過(guò)程氣體壓強(qiáng)與外界大氣壓強(qiáng)之差保持不變，屬于等壓變化，故A正確；B.由于氣體溫度升高，氣體內(nèi)能升高，則氣體分子的平均動(dòng)能升高，但不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增加，故B錯(cuò)誤；C.活塞向上移動(dòng)，氣體對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律氣體內(nèi)能升高，可知?dú)怏w從電熱絲處吸收的熱量大于氣體對(duì)活塞做的功，故C錯(cuò)誤；D.氣體分子的平均動(dòng)能升高，撞擊活塞的平均作用力增大，而氣體壓強(qiáng)不變，則氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊活塞單位面積的次數(shù)減少，故D錯(cuò)誤。故選A。熱力學(xué)循環(huán)是指工作物質(zhì)經(jīng)過(guò)一系列狀態(tài)的變化后回到它的初始狀態(tài)這種周而復(fù)始的全過(guò)程，我們將一定質(zhì)量的理想氣體熱學(xué)循環(huán)簡(jiǎn)化后如圖所示，且

，下列說(shuō)法正確的是(

)A.從A

到C

過(guò)程中氣體向外界放熱B.從C

到A

過(guò)程中氣體對(duì)外界做功C.從A

到C

過(guò)程中氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率先變大后變小D.從A

到最終回到A

的循環(huán)過(guò)程中氣體與外界熱量交換為0C答案：C解析：A.從A到C過(guò)程中，氣體體積變大，對(duì)外界做功由可知，從A到C過(guò)程中氣體吸熱，故A錯(cuò)誤；B.由圖可知，從，體積變小，外界對(duì)氣體做功，故B錯(cuò)誤；C.由圖可得溫度先升高后降低，溫度是平均動(dòng)能標(biāo)志，則從A到C過(guò)程中氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率先變大后變小，故C正確；D.全過(guò)程面積代表功的大小，合功為負(fù)，由可知?dú)怏w吸收熱量，故D錯(cuò)誤。故選C。民間常用“拔火罐”來(lái)治療某些疾病，方法是將點(diǎn)燃的紙片放入一個(gè)小罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時(shí)，迅速將火罐開(kāi)口端緊壓在皮膚上，火罐就會(huì)被緊緊地“吸”在皮膚上.其原因是當(dāng)火罐內(nèi)的氣體(

)A.溫度不變時(shí)，體積減小，壓強(qiáng)增大 B.體積不變時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小C.壓強(qiáng)不變時(shí)，溫度降低，體積減小 D.質(zhì)量不變時(shí)，壓強(qiáng)增大，體積減小B當(dāng)堂檢測(cè)答案：B解析：把火罐扣在皮膚上，罐內(nèi)空氣的體積等于火罐的容積，之后罐內(nèi)氣體溫度不斷降低，氣體發(fā)生等容變化，由查理定律可知，氣體壓強(qiáng)減小，火罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于外界大氣壓強(qiáng)，火罐被緊緊地壓在皮膚上，故選B.如圖所示，某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，試管中用水銀柱封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)水銀柱往下移動(dòng)了一定距離。則關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(

)A.封閉氣體的分子平均動(dòng)能增大B.在相等時(shí)間內(nèi)封閉氣體的分子對(duì)單位面積器壁的沖量不變C.封閉氣體在單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)不變D.由于水銀對(duì)玻璃不浸潤(rùn)，附著層內(nèi)的分子比水銀內(nèi)部的分子密集B答案：B解析：氣體壓強(qiáng)不變，發(fā)生等壓變化，有

，又

，所以

，所以溫度降低，分子平均動(dòng)能減小，在相等時(shí)間