3.氣體的等壓變化和等容變化自主落實·必備知識全過關(guān)合作探究·能力素養(yǎng)全提升學(xué)以致用·隨堂檢測全達標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1.知道什么是氣體的等容和等壓變化過程；掌握查理定律和蓋-呂薩克定律的內(nèi)容；理解p-T和V-T圖像的物理意義；知道查理定律的適用條件．知道什么是理想氣體．會用氣體分子動理論的知識解釋氣體實驗定律．(物理觀念)2．根據(jù)蓋-呂薩克定律和查理定律的內(nèi)容，理解p-T和V-T圖像的物理意義．(科學(xué)思維)自主落實·必備知識全過關(guān)

壓強不變CT質(zhì)量壓強

壓強溫度體積不變壓強pCT質(zhì)量體積

氣體實驗定律溫度壓強壓強p跟體積V熱力學(xué)溫度T

理想氣體四、氣體實驗定律的微觀解釋用分子動理論可以定性解釋氣體的實驗定律．1．玻意耳定律一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能決定撞擊力是__________的．在這種情況下，體積減小時，分子的________增大，單位時間內(nèi)、單位面積上碰撞器壁的分子數(shù)就多，氣體的壓強由每個分子的撞擊力和單位面積撞擊的分子個數(shù)決定就________．這就是玻意耳定律的微觀解釋．一定數(shù)密度增大2．蓋-呂薩克定律一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時，分子的________增大；只有氣體的________同時增大，使分子的________減小，才能保持壓強不變．這就是蓋-呂薩克定律的微觀解釋．3．查理定律一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時，分子的________保持不變．在這種情況下，溫度升高時，分子的________增大，氣體的________就增大．這就是查理定律的微觀解釋．平均動能體積數(shù)密度數(shù)密度平均動能壓強走

進

生

活如圖所示，炎熱的夏天，給汽車輪胎充氣時為什么不能充得太足，給自行車打氣時也不能打得太足？提示：夏天溫度升高，輪胎內(nèi)氣體的壓強增大，容易導(dǎo)致爆胎．合作探究·能力素養(yǎng)全提升探究一氣體的等壓變化情境探究如圖所示，用紅色液體封閉燒瓶內(nèi)的氣體，雙手捂燒瓶時，紅色液體怎樣移動？為什么？提示：紅色液體向上移動．燒瓶內(nèi)的壓強保持不變，當(dāng)溫度升高時，燒瓶內(nèi)氣體體積增加，紅色液體向上移動．

應(yīng)用體驗例1如圖所示為一簡易火災(zāi)報警裝置，其原理是豎直放置的試管中裝有水銀，當(dāng)溫度升高時，水銀柱上升，使電路導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報警的響聲.27℃時，被封閉的理想氣體氣柱長L1為20cm，水銀柱上表面與導(dǎo)線下端的距離L2為5cm.問：(1)當(dāng)溫度變化時，封閉氣柱的壓強是否變化？(水銀不會溢出試管)(2)當(dāng)溫度達到多少攝氏度時，報警器會報警？答案：(1)不變(2)102℃

針對訓(xùn)練1.一圓柱形汽缸，質(zhì)量M為10kg，總長度L為40cm，內(nèi)有一活塞，質(zhì)量m為5kg，橫截面積S為50cm2，活塞與汽缸壁間摩擦可忽略，但不漏氣(不計汽缸壁與活塞厚度)，當(dāng)外界大氣壓強p0為1×105Pa，溫度t0為7℃時，如果用繩子系住活塞將汽缸懸掛起來，如圖所示，汽缸內(nèi)氣體柱的高L1為35cm，g取10m/s2.求：(1)此時汽缸內(nèi)氣體的壓強；(2)當(dāng)溫度升高到多少攝氏度時，活塞與汽缸將分離？答案：(1)8×104Pa

(2)47℃

探究二氣體的等容變化情境探究我國民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，即先加熱罐中氣體，然后迅速將火罐開口端緊壓在人體的皮膚上，待火罐冷卻后，火罐就被緊緊地“吸”在皮膚上．你知道其中的道理嗎？提示：火罐內(nèi)的氣體體積一定，冷卻后氣體的溫度降低，壓強減小，故在大氣壓力的作用下被“吸”在皮膚上．

應(yīng)用體驗例2氣體溫度計結(jié)構(gòu)如圖所示，玻璃測溫泡A內(nèi)充有氣體，通過細(xì)玻璃管B和水銀壓強計相連．開始時A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在O點處，右管D中水銀面高出O點h1＝14cm，后將A放入待測恒溫槽中，上下移動D，使C中水銀面仍在O點處，測得D中水銀面高出O點h2＝44cm.求恒溫槽的溫度(已知外界大氣壓為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76cmHg)．答案：364K(或91℃)

針對訓(xùn)練2.某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時，壓強為3.0×103Pa.(1)當(dāng)夾層中空氣的溫度升至37℃，求此時夾層中空氣的壓強；答案：3.1×103Pa

(2)當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長時間，求夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值，設(shè)環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強為1.0×105Pa

規(guī)律方法利用蓋-呂薩克定律或查理定律解題的一般步驟(1)確定研究對象，即被封閉的氣體．(2)分析被研究氣體在狀態(tài)變化時是否符合定律成立條件，即是否是質(zhì)量和壓強(或體積)保持不變．(3)確定初、末兩個狀態(tài)的溫度、體積(壓強)．(4)按蓋

-呂薩克定律或查理定律列式求解，并對結(jié)果進行討論．

應(yīng)用體驗題型1對理想氣體的理解例3(多選)下列對理想氣體的理解，正確的有(

)A．理想氣體實際上并不存在，只是一種理想模型B．只要氣體壓強不是很高就可視為理想氣體C．一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關(guān)D．在任何溫度、任何壓強下，理想氣體都遵循氣體實驗定律答案：AD解析：實際的氣體在一定的條件下都是理想氣體的近似，所以A項正確；B項忽視了溫度的條件，所以排除；一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，與體積無關(guān)，C項錯誤；氣體實驗定律的適用條件就是一定質(zhì)量的理想氣體，D項正確．題型2理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用例1[云南昆明一模]如圖所示，柱形汽缸固定在水平地面上，汽缸內(nèi)用輕質(zhì)活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能沿汽缸壁無摩擦滑動且不漏氣．勁度系數(shù)為k＝10N/cm的輕彈簧一端與活塞相連，另一端固定在汽缸底部．活塞靜止時到汽缸底部的距離為100cm，氣體溫度為27℃，此時彈簧的壓縮量為x1＝20cm.已知活塞的橫截面積為S＝100cm2，取大氣壓強為p0＝1×105Pa，彈簧體積不計．(1)求缸內(nèi)氣體的壓強．答案：0.8×105Pa

解析：活塞的橫截面積為S＝100cm2＝0.01m2，此時彈簧的彈力為F＝kx1＝200N設(shè)缸內(nèi)氣體的壓強為p1，對活塞分析由平衡條件得p0S＝F＋p1S解得p1＝0.8×105Pa.(2)若緩慢對缸內(nèi)氣體加熱直到彈簧的伸長量為x2＝20cm，求此時氣體的溫度．答案：357℃

針對訓(xùn)練3.如圖所示，一端封閉、粗細(xì)均勻的U形玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)用水銀將一段氣體封閉在管中．當(dāng)溫度為280K時，被封閉的氣柱長L＝22cm，兩邊水銀柱高度差h＝16cm，大氣壓強p0＝76cmHg.(1)為使左端水銀面下降3cm，封閉氣體溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?/p>

答案：350K

(2)封閉氣體的溫度重新回到280K后，為使封閉氣柱長度變?yōu)?0cm，需向開口端注入的水銀柱長度為多少？答案：10cm解析：(2)設(shè)注入水銀柱的長度為l，末態(tài)時左右水銀面高度差h′＝(16＋2×2)cm－l由玻意耳定律得p1V1＝p3V3式中p3＝76cm－(20cm－l)，V3＝20S解得l＝10cm.1.『判一判』(1)現(xiàn)實生活中，自行車輪胎在烈日下暴曬，車胎內(nèi)氣體的變化是等容過程。

(

)(2)一定質(zhì)量的氣體，等容變化時，氣體的壓強和溫度不一定成正比。

(

)(3)氣體的溫度升高，氣體的體積一定增大。(

)×√××√×當(dāng)堂小練『選一選』2.(多選)(安徽省淮北市第一中學(xué)高二下學(xué)期期中)在下列圖中，可能反映理想氣體經(jīng)歷了等壓變化→等溫變化→等容變化后，又回到原來狀態(tài)的有(

)解析：由圖可看出經(jīng)歷了“等壓變化”→“等溫變化”→“等容變化”后，又回到原來狀態(tài)的是A、C。AC

3.（多選）下列關(guān)于蓋·呂薩克定律的說法中正確的是()A、對于一定質(zhì)量的氣體,在保持壓強不變的情況下,溫度每升高1℃時,其體積的增量是原來體積的1/273B、對于一定質(zhì)量的氣體.在保持壓強不變的情況下,溫度每升高1℃時,其體積的增量是它在0℃時體積的1/273C、對于一定質(zhì)量的氣體,在保持壓強不變的情況下,其體積與溫度成正比D、對于一定質(zhì)量的氣體,在保持壓強不變的情況下,其體積與熱力學(xué)溫度成正比BD

7.如圖所示，封閉有一定質(zhì)量理想氣體的汽缸開口向下豎直固定放置，活塞的截面積為S，質(zhì)量為m0，活塞通過輕繩連接了一個質(zhì)量為m的重物。若開始時汽缸內(nèi)理想氣體的溫度為T0，輕繩剛好伸直且對活塞無拉力作用，外界大氣壓強為p0，一切摩擦均不計且m0g<p0S。求：(1)重物剛離地時汽缸內(nèi)氣體的壓強；(2)重物剛離地時汽缸內(nèi)氣體的溫度。解析：(1)當(dāng)輕繩剛好伸直且對活塞無拉力作用時，設(shè)此時汽缸內(nèi)氣體的壓強為p1，由力的平衡條件可得m0g＋p1S＝p0S所以當(dāng)重物剛好離開地面時，設(shè)此時汽缸內(nèi)氣體的壓強為p2，則有p2S＋(m＋m0)g＝p0S

所以(2)設(shè)重物剛好離開地面時汽缸內(nèi)氣體的溫度為T1，此過程氣體發(fā)生等容變化，由查理定律可得解得解析：8.如圖所示，兩端封閉、粗細(xì)均勻、豎直放置的玻璃管內(nèi)，有一長為h的水銀柱，將管內(nèi)氣體分為兩部分，已知l2＝2l1。若使兩部分氣體同時升高相同的溫度，管內(nèi)水銀柱將如何運動？(設(shè)原來溫度相同)

水銀柱原來處于平衡狀態(tài)，所受合外力為零，即此時兩部分氣體的壓強差Δp＝p1－p2＝ph。溫度升高后，兩部分氣體的壓強都增大，若Δp1>Δp2，水銀柱所受合外力方向向上，應(yīng)向上移動，若Δp1<Δp2，水銀柱向下移動，若Δp1＝Δp2，水銀柱不動。所以判斷水銀柱怎樣移動，就是分析其合外力方向，即判斷兩部分氣體的壓強哪一個增大得多。假設(shè)水銀柱不動，兩部分氣體都做等容變化，分別對兩部分氣體應(yīng)用查理定律：上段同理，下段所以Δp1>Δp2，即水銀柱上移。11.如圖所示，氣缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)時溫度為0℃，大氣壓為1atm(設(shè)其值為105Pa)、氣缸橫截面積為500cm2，活塞重為5000N。則：（1）氣缸內(nèi)氣體壓強為多少？（2）如果開始時內(nèi)部被封閉氣體的總體積為汽缸上部體積為，并且汽缸口有個卡環(huán)可以卡住活塞，使之只能在汽缸內(nèi)運動，所有摩擦不計。現(xiàn)在使氣缸內(nèi)的氣體加熱至273℃，求氣缸內(nèi)氣體壓強又為多少？30°解：(1)由受力平衡可知：(2)缸內(nèi)氣體先做等壓變化，活塞將運動到卡環(huán)處就不再運動，設(shè)此時溫度為T1，有所以接下來繼續(xù)升溫，氣缸內(nèi)氣體將做等體積變化，設(shè)所求壓強為p2，故有代入可得30°1.在研究熱現(xiàn)象時，我們采用統(tǒng)計方法．這是因為()A．每個分子的運動速率隨溫度的變化是有規(guī)律的B．個別分子的運動不具有規(guī)律性C．在一定溫度下，大量分子的速率分布是確定的D．在一定溫度下，大量分子的速率分布也隨時間而變化E．大量隨機事件的整體會表現(xiàn)出一定規(guī)律性BCE2.關(guān)于物體的溫度與分子動能的關(guān)系，正確的說法是(

)A．某種物體的溫度是0℃，說明物體中分子的平