1、氣體的等容變化和等壓變化,知道高壓鍋做飯的原理嗎？,用手堵住注射器的口,壓縮越來越困難,由上一節(jié)可知氣體的壓強、體積、溫度三個狀態(tài)參量之間存在一定的關(guān)系。,本節(jié)我們研究另外兩種特殊情況：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的條件下其壓強與溫度變化時的關(guān)系及壓強不變的條件下其體積和溫度的變化關(guān)系。,1. 知識與能力,了解等容變化過程，以及查理定律的內(nèi)容公式。,了解等壓變化過程變化，以及蓋-呂薩克定律的內(nèi)容公式。,2 . 過程與方法,了解等容變化的P-T圖線及其物理意義。,3 . 情感態(tài)度與價值觀,培養(yǎng)從圖像獲取信息的能力，形成 科學的思想觀。,了解等壓變化的V-T圖線及其物理意義。,重點,理解并掌握氣體的

2、等容和等壓變化，學會用圖像處理問題。,難點,掌握P-T、V-T圖像及它們的物理意義。,氣體的等容變化,氣體等壓變化,氣體的等容變化,氣體在體積不變的狀態(tài) 下，壓強隨溫度的變化叫做等容變化。,一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情 況下，溫度每升高（或降低） 1， 增加（或減少）的壓強等于它0時壓 強的1/273,或 一定質(zhì)量的某種氣 體,在體積保持不變的情況 下, 壓強p與熱力學溫度T 成正比.,查理,甲,乙,氣體等容變化圖像,由甲可以看出，在等容過程中，壓強 跟攝氏溫度是一次函數(shù)關(guān)系，不是簡單的 正比例關(guān)系。如果把甲圖的AB直線延長 至與橫軸相交，把交點當做坐標原點，建 立新的坐標系，此時壓強與溫度

3、的關(guān)系就 是正比例關(guān)系了。,圖乙坐標原點的意義為“氣體壓強為0時 其溫度為0”?？梢宰C明，當氣體的壓強不 太大，溫度不太低時，坐標原點代表的溫 度就是熱力學溫度的零度。所以說，在P-T 圖線中，一定質(zhì)量某種氣體的等容線是一 條通過坐標原點的直線。,查理定律可以表述為：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強P跟熱力學溫度T成正比。,即,P=CT,或,為比例常數(shù),C,壓強P與熱力學溫度成正比可以表示為另外形式,即,或,一定質(zhì)量（m）的氣體的總分子數(shù)（N）是一定的，體積（V）保持不變時，其單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）也保持不變，當溫度（T）升高時，其分子運動的平均速率（v）也增大，則氣體壓強（p）

4、也增大；反之當溫度（T）降低時，氣體壓強（p）也減小。,氣體的等壓變化,當壓強保持不變時, 體積和溫度之間的變化叫做等壓變化。,一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變的情況 下，溫度每升高（或降低）1，增加（或 減少）的體積等于它0時體積的1/273,或 一定質(zhì)量的某種氣體,在 體積保持不變的情況下, 壓強 p與熱力學溫度T成正比.,蓋-呂薩克,氣體等壓變化圖像,蓋-呂薩克定律可以表述為：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V跟熱力學溫度T成正比。,壓強P與熱力學溫度成正比可以表示為另外形式,即,V=CT,或,這里的C和玻意耳定律、查理定律表達式中的C都泛指比例常數(shù)，它們并不相等。,一定質(zhì)量的理想

5、氣體的總分子數(shù)是一定的，要保持壓強不變，當溫度升高時，全體分子運動的平均速率V會增加，那么單位體積內(nèi)的分子數(shù)一定要減小（否則壓強不可能不變），因此氣體體積一定增大；反之當溫度降低時，同理可推出氣體體積一定減小。,等容變化過程，以及查理定 律的內(nèi)容公式,等壓變化過程變化，以及蓋- 呂薩克定律的內(nèi)容公式,掌握P-T、V-T圖像及它們的物理意義,培養(yǎng)從圖像獲取信息的能力,一定質(zhì)量的理想氣體的壓強、體積的乘積與熱力學溫度的比值是一個常數(shù)。,n為氣體的摩爾數(shù)，R為普適氣體恒量,ACD,1.（2008年上海） 如圖所示, 兩端開口的彎管, 左管插入水銀槽中,右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則

6、（ ） （A）彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為h （B）若把彎管向上移動少許, 則管內(nèi)氣體體積增大 （C）若把彎管向下移動少許， 右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升 （D）若環(huán)境溫度升高，右管內(nèi) 的水銀柱沿管壁上升,解析,封閉氣體的壓強等于大氣壓與水銀 柱產(chǎn)生壓強之差，故左管內(nèi)外水銀面高 度差也為h，A對；彎管上下移動，封閉 氣體溫度和壓強不變，體積不變，B錯C 對；環(huán)境溫度升高，封閉氣體體積增 大，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升，D對。,2.（2008年上海） 汽車行駛時輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會造成耗油量上升。已知某型號輪胎能在40C-90C正常工作, 為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時的最高胎壓不

7、超過3.5 atm，最低胎壓不低于1.6 atm，那么, 在t20C時給該輪胎充氣，充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)比較合適（設(shè)輪胎的體積不變）,解析,由于輪胎容積不變，輪胎內(nèi)氣體做等容變化。,設(shè)在T0293K充氣后的最小胎壓為Pmin，最大胎壓為Pmax。依題意，當T1233K時胎壓為 P11.6atm。根據(jù)查理定律,解得：Pmin2.01atm,當T2363K是胎壓為P23.5atm。根據(jù)查理定律,解得：Pmax2.83atm,3.（2008年上海） 溫度計是生活、生產(chǎn)中常用的測溫裝置。右圖為一個簡單溫度計，一根裝有一小段有色水柱的細玻璃管穿過橡皮塞插入燒瓶內(nèi)，封閉一定質(zhì)量的氣體。當外界溫度發(fā)生變

8、化時，水柱位置將上下變化。已知A、D間的測量范圍為2080，A、D間刻度均勻分布。由圖可知，A、D及有色水柱下端所示的溫度分別是 （ ） A20、80、64 B20、80、68 C80、20、32 D80、20、34,C,解析,溫度升高，容器內(nèi)氣體的體積增大， A點溫度高， 可見A、D點溫度分別為80、20，,設(shè)D點下容器的體積為V0, 一小格玻璃管的體積為h。,由查理定律,解得 t=32,1一定質(zhì)量的理想氣體在等容變化過程中測得，氣體在0時的壓強為P0， 10時的壓強為P10，則氣體在21時的壓強在下述各表達式中正確的是 ( ),A.,C.,D.,B.,A D,2對于一定質(zhì)量的理想氣體，可能

9、發(fā)生的過程是 ( ) A壓強和溫度不變，體積變大 B溫度不變，壓強減少，體積減少 C體積不變，溫度升高，壓強增大， D壓強增大，體積增大，溫度降低,C,3. 一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強p保持不變的情況下, 體積V與熱力學溫度T成 .,4. 由查理定律可知，一定質(zhì)量的理想氣體在體積不變時，它的壓強隨溫度變化關(guān)系如圖中實線表示。把這個結(jié)論進行合理外推，便可得出圖中t0 ；如果溫度能降低到t0，那么氣體的壓強將減小到 Pa。,正比,273,0,5.在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100的空氣, 一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接, 重物和活塞均處于平衡狀態(tài), 這時活塞離缸底的高度為10 cm,如果缸內(nèi)空

10、氣變?yōu)?, 問: 重物是上升還是下降？ 這時重物將從原處移動多少厘米? (設(shè)活塞與氣缸壁間無摩擦),缸內(nèi)氣體溫度降低, 壓強減小, 故活塞下移, 重物上升.,分析可知缸內(nèi)氣體作等壓變化. 設(shè)活塞截面積為S cm2,氣體初態(tài)體積V1=10S cm3, 溫度T1=373 K,末態(tài)溫度T2=273 K， 體積設(shè)為V2=hScm3 (h為活塞到缸底的距離),據(jù),可得h =7.4 cm,則重物上升高度h=107.4=2.6 cm,答案,6 . 如圖，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，一個不導熱的活塞將汽缸內(nèi)的氣體分為A、B兩部分，兩部分氣體可以分別通過放在其中的電熱絲加熱。開始時，A氣體的體積是B的一半，A氣體的溫度是17C，B氣體的溫度是27C，活塞靜止?，F(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體， 使A、B兩部分氣體的溫度都升高10C，在此過程中活塞向哪個方向移動？,答案,設(shè)想先保持A、B的體積不變, 當溫度分別升高10C時,對A有,同理，對B有,由于pAp