高中物理新课标版8.2《气体的等容变化和等压变化》分解

新课标人教版课件系列《高中物理》选修3-38.2《气体的等容变化和等压变化》一、玻意耳定律1、内容:一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。2、公式：pV=常数或p1V1=p2V23.条件:一定质量气体且温度不变4、适用范围：温度不太低，压强不太大复习回顾二.等温变化图象1、特点:(1)等温线是双曲线的一支。(2)温度越高,其等温线离原点越远.2、图象意义:(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系(2)点意义:每一组数据---反映某一状态8.2气体的等容变化和等压变化——查理定律、盖·吕萨克定律阅读课文,回答以下问题:1、什么是气体的等容变化过程?2、气体的等容变化遵循什么规律?3、什么是气体的等压变化过程?4、气体的等压变化遵循什么规律?一、气体的等容变化1．等容过程：气体在体积不变的情况下发生的状态变化过程叫做等容过程．2．查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比（pT）．2211TpTpCTp可写成或或一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低）1℃，增加（或减少）的压强等于它0℃时压强的1/273．（1）查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的．（2）适用条件：气体质量一定，体积不变.（3）在p/T=C中的C与气体的种类、质量、体积有关．注意：p与热力学温度T成正比，不与摄氏温度成正比，但压强的变化p与摄氏温度t的变化成正比．（4）一定质量的气体在等容时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的．（5）解题时前后两状态压强的单位要统一.3.说明:4．等容线（1）等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系p－T在直角坐标系中的图象叫做等容线．（2）一定质量气体的等容线p－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小，如图所示．5．等容线的物理意义．（１）图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一条等容线上各状态的体积相同（２）不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小（同一温度下，压强大的体积小）如图所示，V2V1．二、气体的等压变化1．等压过程：气体在压强不变的情况下发生的状态变化过程叫做等压过程．2．盖·吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度成正比（VT）.2211TVTVCTV可写成或或一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度每升高（或降低）1℃，增加（或减少）的体积等于它0℃时体积的1/273．（1）盖·吕萨克定律是实验定律，由法国科学家盖·吕萨克通过实验发现的．（2）适用条件：气体质量一定，压强不变．（3）在V/Ｔ=C中的C与气体的种类、质量、压强有关．注意：V正比于T而不正比于t，但Vt（4）一定质量的气体发生等压变化时，升高（或降低）相同的温度，增加（或减小）的体积是相同的．（5）解题时前后两状态的体积单位要统一．3.说明:4．等压线（1）等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V与热力学温度T的正比关系在V－T直角坐标系中的图象叫做等压线．（2）一定质量气体的等压线的V－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映压强大小，如图所示．5．等压线的物理意义（１）图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一条等压线上各状态的压强相同．（２）不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小（同一温度下，体积大的压强小）如图所示ｐ2ｐ1．小结：一定质量的气体在等容变化时，遵守查理定律．一定质量的气体在等压变化时，遵守盖·吕萨克定律．2211TVTVCTV可写成或2211TpTpCTp可写成或例题:某种气体在状态Ａ时压强2×105Pa,体积为1m3,温度为200K,(1)它在等温过程中由状态A变为状态B,状态B的体积为2m3,求状态B的压强.(2)随后,又由状态B在等容过程中变为状态C,状态C的温度为300K,求状态C的压强.解(1)气体由状态A变为状态B的过程遵从玻意耳定律.由pAVA=PBVB,PB=105Pa(2)气体由状态B变为状态C的过程遵从查理定律.由pc=1.5×105PaccBBTpTpABC随堂练习练习1、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低时：A、压强减小，密度减小;B、压强减小，密度增大；C、压强不变，密度减小；D、压强减小，密度不变练习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：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的改变量成正比；D、气体的压强与热力学温度成正比。DCD3.在冬季,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来,主要原因是(D).(A)软木塞受潮膨涨(B)瓶口因温度降低而收缩变小(C)白天气温升高,大气压强变大(D)瓶内气体因温度降低而压强减小一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是一个常数。nRTVpTVp111222n为气体的摩尔数，R为普适气体恒量三、气态方程实际应用1.上海市南汇区08年第二次模拟考试1A．由查理定律可知，一定质量的理想气体在体积不变时，它的压强随温度变化关系如图中实线表示。把这个结论进行合理外推，便可得出图中t0＝℃；如果温度能降低到t0，那么气体的压强将减小到Pa。t(℃)p(Pa)0t0－27302.上海市黄浦区08年1月期终测评卷1515．一定质量的理想气体在等容变化过程中测得，气体在0℃时的压强为P0，10℃时的压强为P10，则气体在21℃时的压强在下述各表达式中正确的是()27301011PPP273100011PPP273101011PPP1011283284PPA．B．C．D．AD3.上海嘉定区2007学年上学期调研5A.两次管中气体压强相等B.T1时管中气体压强小于T2时管中气体压强C.T1T2D.T1T25、如图所示，A端封闭有气体的U形玻璃管倒插入水银槽中，当温度为T1时，管中水银面处在M处，温度为T2时，管中水银面处在N处，且M、N位于同一高度，若大气压强不变，则：（）MNAAD4.08年深圳市第一次调研考试1212．对于一定质量的理想气体，可能发生的过程是()A．压强和温度不变，体积变大B．温度不变，压强减少，体积减少C．体积不变，温度升高，压强增大，D．压强增大，体积增大，温度降低C5.08年福建省毕业班质量检查1717．如图所示，导热性能良好的气缸开口向下，缸内用一活塞封闭一定质量的气体，活塞在气缸内可以自由滑动且不漏气，其下方用细绳吊着一重物，系统处于平衡状态。现将细绳剪断，从剪断细绳到系统达到新的平衡状态的过程可视为一缓慢过程，在这一过程中气缸内()A．气体从外界吸热B．单位体积的气体分子数变大C．气体分子平均速率变大D．单位时间单位面积器壁上受到气体分子撞击的次数减少B6.扬州市07-08学年度第一学期期末调研试卷12（2）12.（2）在图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10cm,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)气体初态体积V1=10Scm3,温度T1=373K,2121TTVV则重物上升高度Δh=10－7.4=2.6cm解:可得h=7.4cm据末态温度T2=273K，体积设为V2=hScm3(h为活塞到缸底的距离)②分析可知缸内气体作等压变化.设活塞截面积为Scm2,①缸内气体温度降低,压强减小,故活塞下移,重物上升.7.上海市徐汇区07年第一学期期末试卷1010．如图所示，一竖直放置的气缸由两个截面积不同的圆柱构成，各有一个活塞且用细杆相连，上、下分别封有两部分气体A和B，两活塞之间是真空，原来活塞恰好静止，两部分气体的温度相同，现在将两部分气体同时缓慢升高相同温度，则（）（A）两活塞将静止不动（B）两活塞将一起向上移动（C）A气体的压强改变量比B气体的压强改变量大（D）无法比较两部分气体的压强改变量的大小ACBBC8.08年北京市海淀区一模试卷1414.如图所示，内壁光滑的绝热气缸竖直立于地面上，绝热活塞将一定质量的气体封闭在气缸中，活塞静止时处于A位置。现将一重物轻轻地放在活塞上，活塞最终静止在B位置。若除分子之间相互碰撞以外的作用力可忽略不计，则活塞在B位置时与活塞在A位置时相比较（）A．气体的温度可能相同B．气体的内能可能相同C．单位体积内的气体分子数不变D．单位时间内气体分子撞击单位面积气缸壁的次数一定增多图（甲）A图（乙）BD10.2008年高考物理上海卷1313．如图所示,两端开口的弯管,左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则（）（A）弯管左管内外水银面的高度差为h（B）若把弯管向上移动少许,则管内气体体积增大（C）若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升（D）若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升ACDh解见下页环境温度升高，封闭气体体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升，D对。解析：封闭气体的压强等于大气压与水银柱产生压强之差，故左管内外水银面高度差也为h，A对；弯管上下移动，封闭气体温度和压强不变，体积不变，B错C对；h11.上海市南汇区08年第二次模拟考试2121．（10分）如图，水平放置的汽缸内壁光滑，一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分，两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热。开始时，A气体的体积是B的一半，A气体的温度是17ºC，B气体的温度是27ºC，活塞静止。现缓慢加热汽缸内气体，使A、B两部分气体的温度都升高10ºC，在此过程中活塞向哪个方向移动？某同学是这样解答的：先设法保持A、B气体的体积不变，由于两部分气体原来的压强相等，温度每升高1ºC，压强就增加原来的1/273，因此温度都升高10ºC，两边的压强还相等，故活塞不移动。你认为该同学的思路是否正确？如果认为正确，请列出公式加以说明；如果认为不正确，请指出错误之处，并确定活塞的移动方向。AB解：该同学思路不正确。在体积不变的情况下，一定质量的理想气体温度每升高1ºC，压强就增加0ºC时压强的1/273，而现在A、B的温度不同而压强相等，说明0ºC时它们的压强不相等，因此升高相同的温度后，最后的压强不等。设想先保持A、B的体积不变,当温度分别升高10ºC时,对A有AAAATpTpAAAAAppTTp290300同理，对B有BBBBBppTTp300310由于pA＝pB，300310290300所以pA'＞pB'故活塞向右移动。12.上海虹口区07学年度第一学期期终教学检测2020、如图所示，气缸内封闭有一定质量的理想气体，当时温度为0℃，大气压为1atm(设其值为105Pa)、气缸横截面积为500cm2，活塞重为5000N。则：（1）气缸内气体压强为多少？（2）如果开始时内部被封闭气体的总体积为汽缸上部体积为，并且汽缸口有个卡环可以卡住活塞，使之只能在汽缸内运动，所有摩擦不计。现在使气缸内的气体加热至273℃，求气缸内气体压强又为多少？,V054051V30°051V解：(1)由受力平衡可知：Pa1002105005000100154502..SGpp(2)缸内气体先做等压变化，活塞将运动到卡环处就不再运动，设此时温度为T1，有010054VTVT所以0145TT接下来继续升温，气缸内气体将做等体积变化，设所求压强为p2，故有2211pTpT代入可得Pa102358511122.ppTTp30°051V13.上海嘉定区2007学年上学期调研1919、（10分）如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内。在气缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0（p0=1.0×105Pa为大气压强