课堂新坐标2016_2017学年高中物理第8章气体2气体的等容变化和等压变化课件

知识点1知识点2学业分层测评2气体的等容变化和等压变化学习目标1.知道什么是等容变化，理解查理定律的内容和公式．(重点)2．掌握等容变化的p­T图线、物理意义并会应用．(重点、难点)3．知道什么是等压变化，理解盖­吕萨克定律的内容和公式．(重点)4．掌握等压变化的V­T图线、物理意义并会应用．(重点、难点)知识脉络气体的等容变化[先填空]1．等容变化一定质量的气体在体积不变时______随______的变化．2．查理定律(1)文字表述：一定质量的某种气体，在__________的情况下，_______与_____________成正比．(2)公式表达：p＝______或p1T1＝____或p1p2＝_____.热力学温度T压强温度体积不变压强pCTp2T2T1T2(3)图象：从图8­2­1甲可以看出，在等容过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系．但是，如果把图甲中的直线AB延长至与横轴相交，把交点当作坐标原点，建立新的坐标系(如图8­2­1乙所示)，那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了．图乙坐标原点的意义为气体压强为0时，其温度为0K．可以证明，新坐标原点对应的温度就是________.甲乙图8­2­1(4)适用条件：气体的______一定，气体的______不变．体积0K质量[再判断]1．在质量和体积不变的情况下，气体的压强与摄氏温度成正比．(×)2．等容变化的p­T图线是一条过坐标原点的直线．(√)3．气体在做等容变化时，温度升高1℃，增大的压强是原来压强的1273.15.(×)[后思考]某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，你知道其中的原因吗？【提示】手表表壳可以看成一个密闭容器，出厂时封闭着一定质量的气体，登山过程中气体发生等容变化，因为高山山顶附近的温度低很多，压强比山脚处小很多，内外压力差超过表盘玻璃的承受限度，便会发生爆裂．[核心点击]1．查理定律的适用条件压强不太大，温度不太低的情况．当温度较低，压强较大时，气体会液化，定律不再适用．2．公式变式由p1T1＝p1＋ΔpT1＋ΔT得p1T1＝ΔpΔT或Δp＝ΔTT1p1，ΔT＝Δpp1T1.3．等容线(1)p­T图象①意义：反映了一定质量的气体在等容变化中，压强p与热力学温度T成正比．②图象：过原点的直线．③特点：斜率越大，体积越小(2)p­t图象①意义：反映了一定质量的气体在等容变化中，压强p与摄氏温度t的线性关系．②图象：倾斜直线，延长线与t轴交点为－273.15℃.③特点：连接图象中的某点与(－273.15℃，0)连线的斜率越大，体积越小．1．下列描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线不正确的是()【解析】等容变化的过程的p­t图象在t轴上的交点坐标是(－273℃，0)，D正确；p­T图象是过原点的直线，E正确．【答案】ABC2.有人设计了一种测温装置，其结构如图8­2­2所示，玻璃泡A内封有一定量气体，与A相连的B管插在水槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出．设B管的体积与A玻璃泡的体积相比可忽略不计．在1标准大气压下对B管进行温度刻度(1标准大气压相当于76cmHg的压强，等于101kPa)．已知当温度t1＝27℃时，管内水银面高度x＝16cm，此高度即为27℃的刻度线，问t＝0℃的刻度线在何处？图822【解析】选玻璃泡A内的一定量的气体为研究对象，由于B管的体积可略去不计，温度变化时，A内气体经历的是一个等容过程．玻璃泡A内气体的初始状态：T1＝300K，p1＝(76－16)cmHg＝60cmHg；末态，即t＝0℃的状态：T0＝273K.由查理定律得p＝T0T1p1＝273300×60cmHg＝54.6cmHg.所以t＝0℃时水银面的高度，即刻度线的位置是x0＝(76－54.6)cm＝21.4cm.【答案】21.4cm利用查理定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，即被封闭的气体．(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律成立条件，即是否是质量和体积保持不变．(3)确定初、末两个状态的温度、压强．(4)按查理定律公式列式求解，并对结果进行讨论．气体的等压变化[先填空]1．等压变化质量一定的气体，在__________的条件下，体积随温度的变化．2．盖—吕萨克定律(1)文字表述：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比．(2)公式表达：V＝______或V1T1＝V2T2或V1V2＝T1T2.压强不变CT(3)适用条件：气体______一定；气体______不变．(4)等压变化的图象：由V＝CT可知在V­T坐标系中，等压线是一条通过坐标原点的倾斜的直线．对于一定质量的气体，不同等压线的斜率不同．斜率越小，压强越大，如图8­2­3所示，p2____p1.(填“”或“”)图8­2­3质量压强[再判断]1．一定质量的气体，若体积变大，则温度一定升高.(×)2．一定质量的某种气体，在压强不变时，其V­T图象是过原点的直线．(√)3．pV＝C，pT＝C，VT＝C，三个公式中的常数C是同一个数值．(×)[后思考]1．相传三国时期著名的军事家、政治家诸葛亮被司马懿困于平阳，无法派兵出城求救．就在此关键时刻，诸葛亮发明了一种可以升空的信号灯——孔明灯，并成功进行了信号联络，其后终于顺利脱险，你知道孔明灯为什么能够升空吗？图824【提示】孔明灯是利用火焰的热量使容器内的气体等压膨胀，使部分气体从孔明灯内溢出，进而使孔明灯内气体的质量减小，当大气对孔明灯的浮力恰好等于孔明灯的重力时，即达到孔明灯升空的临界条件，若继续升温，孔明灯就能升空了．2．p­T图象和V­T图象的斜率是否反映体积或压强的大小？【提示】是．斜率越大，表示的体积或压强越小．[核心点击]1．盖—吕萨克定律的适用范围压强不太大，温度不太低．原因同查理定律．2．公式变式由V1T1＝V1＋ΔVT1＋ΔT得V1T1＝ΔVΔT，所以ΔV＝ΔTT1V1，ΔT＝ΔVV1T1，3．等压线(1)V­T图象①意义：反映了一定质量的气体在等压变化中体积与热力学温度T成正比．②图象：过原点的直线．③特点：斜率越大，压强越小．(2)V­t图象①意义：反映了一定质量的气体在等压变化中体积与摄氏温度t成线性关系．②图象：倾斜直线，延长线与t轴交点为－273.15℃.③特点：连接图象中的某点与(－273.15℃，0)，连线的斜率越大，压强越小．3．在密封容器中装有某种气体，当温度从50℃升高到100℃时，气体的压强从p1变到p2，则p1p2为__________．【解析】由于气体做等容变化，所以p1p2＝T1T2＝t1＋273t2＋273＝323373.【答案】3233734．图8­2­5甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V­T图象，已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa.甲乙图8­2­5(1)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中TA的值．(2)请在图8­2­5乙所示坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的p­T图象，并在图象相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程．【解析】(1)由图象可知A→B为等压过程，根据盖—吕萨克定律可得VATA＝VBTB，所以TA＝VAVBTB＝0.40.6×300K＝200K.(2)根据查理定律得pBTB＝pCTC，pC＝TCTBpB＝400300pB＝43pB＝43pA＝43×1.5×105Pa＝2.0×105Pa.则可画出由状态A→B→C的p­T图象如图所示．【答案】(1)压强不变200K(2)见解析1．图象特点：p­1V图象、p­T图象、V­T图象在原点附近都要画成虚线．2．利用盖—吕萨克定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，即被封闭气体．(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律成立条件，即是否是质量和压强保持不变．(3)分别找出初、末两状态的温度、体积．(4)根据盖—吕萨克定律列方程求解，并对结果进行讨论．