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第八章气体目标定位1.掌握查理定律和盖—吕萨克定律的内容、表达式及适用条件.2.会用气体变化规律解决实际问题.3.理解p－T图象与V－T图象的物理意义.学案2气体的等容变化和等压变化1.等容变化：一定质量的某种气体，在不变时，压强随温度的变化叫做等容变化.2.查理定律(1)内容：一定质量的某种气体，在不变的情况下，压强p与热力学温度T成(填“正比”或“反比”).(2)表达式：p＝或p1T1＝.(M一定，V越大，C越小）(3)适用条件：气体的和不变.体积正比要点提炼CTp2T2质量体积体积4从上图可以看出：p－T图象(或p－t图象)为一次函数图象，由此我们可以得出一个重要推论：一定质量的气体，从初状态(p、T)开始发生等容变化，其压强的变化量Δp与热力学温度的变化量ΔT之间的关系为：.3.等容线：p－T图象和p－t图象分别如图1甲、乙所示.ΔpΔT＝pT图1延伸思考图1中斜率的不同能够说明什么问题？答案斜率与体积成反比，斜率越大，体积越小.二、气体的等压变化1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化叫做等压变化.2.盖—吕萨克定律(1)内容：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.正比要点提炼(2)表达式：V＝或V1T1＝.(3)适用条件：气体的和不变.3.等压线：V－T图象和V－t图象分别如图2甲、乙所示.CT图2V2T2质量压强4.从上图可以看出：V－T图象(或V－t图象)为一次函数图象，由此我们可以得出一个重要推论：一定质量的气体从初状态(V、T)开始发生等压变化，其体积的变化量ΔV与热力学温度的变化量ΔT之间的关系为:.ΔVΔT＝VT图2中斜率的不同能够说明什么问题？答案斜率与压强成反比，斜率越大，压强越小.延伸思考典例精析一、查理定律的应用例1气体温度计结构如图3所示.玻璃测温泡A内充有气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连.开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1＝14cm，后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h2＝44cm.求恒温槽的温度(已知外界大气压为1个标准大气压，1个标准大气压相当于76cmHg).图3解析设恒温槽的温度为T2，由题意知T1＝273KA内气体发生等容变化，根据查理定律得p1T1＝p2T2①p1＝p0＋ph1②p2＝p0＋ph2③联立①②③式，代入数据得T2＝364K(或91℃).答案364K(或91℃)二、盖—吕萨克定律的应用例2如图4所示，一端开口的钢制圆筒，在开口端上面放一活塞.活塞与筒壁间的摩擦及活塞的重力不计，现将其开口端向下，竖直缓慢地放入7℃的水中，在筒底与水面相平时，恰好静止在水中，这时筒内气柱长为14cm，当水温升高到27℃时，钢筒露出水面的高度为多少？(筒的厚度不计)图4解析设筒底露出水面的高度为h.当t1＝7℃时，H1＝14cm气柱，当t2＝27℃时，H2＝(14＋h)cm，由等压变化规律H1ST1＝H2ST2，得14280＝14＋h300，解得h＝1cm，也就是钢筒露出水面的高度为1cm.答案1cm三、p－T图象与V－T图象的应用例3图5甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象，已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa.图5(1)根据图象提供的信息，计算图中TA的值.答案200K解析根据盖—吕萨克定律可得VATA＝VBTB所以TA＝VAVBTB＝0.40.6×300K＝200K.(2)请在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的p－T图象，并在图线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.解析根据查理定律得pBTB＝pCTC则可画出由状态A→B→C的p－T图象如图所示.pC＝TCTBpB＝400300pB＝43pB＝43×1.5×105Pa＝2.0×105Pa针对训练一定质量的气体的状态经历了如图6所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在()图6A.ab过程中不断增加B.bc过程中保持不变C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变解析首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A正确；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；如图所示，连接aO交cd于e，则ae是等容线，即Va＝Ve，因为VdVe，所以VdVa，所以da过程中气体体积不是保持不变，D错误.答案AB课堂要点小结自我检测1.(查理定律的应用)一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度由0℃升高到10℃时，其压强的增量为Δp1，当它由100℃升高到110℃时，所增压强为Δp2，则Δp1与Δp2之比是()A.10∶1B.373∶273C.1∶1D.383∶2831234解析由查理定律得Δp＝pTΔT，一定质量的气体在体积不变的条件下ΔpΔT＝C，温度由0℃升高到10℃和由100℃升高到110℃，ΔT＝10K相同，故所增加的压强Δp1＝Δp2，C项正确.答案C12342.(p－T图象的考查)如图7所示，是一定质量的气体的三种变化过程，下列四种解释中，说法正确的是()1234图7A.a→d过程气体体积增加B.b→d过程气体体积不变C.c→d过程气体体积增加D.a→d过程气体体积减小解析在p－T图象中等容线是延长线过原点的直线，且体积越大，直线的斜率越小.因此，a状态对应的体积最小，c状态对应的体积最大，b、d状态对应的体积相等，故A、B正确.答案AB12343.(盖—吕萨克定律的应用)如图8所示，气缸中封闭着温度为100℃的空气，一重物用轻质绳索经光滑滑轮跟缸中活塞相连接，重物和活塞都处于平衡状态，这时活塞离气缸底的高度为10cm.如果缸内空气温度变为0℃，重物将上升多少厘米？(绳索足够长，结果保留三位有效数字)1234图8解析这是一个等压变化过程，设活塞的横截面积为S.初状态：T1＝(273＋100)K＝373K，V1＝10S末状态：T2＝273K，V2＝LS1234由盖—吕萨克定律V1T1＝V2T2得LS＝T2T1V1，L＝273373×10cm≈7.32cm重物上升高度为10cm－7.32cm＝2.68cm答案2.68cm12344.(V－T图象的考查)一定质量的理想气体，状态变化如图9所示，其中AB段与t轴平行，已知在状态A时气体的体积为10L，那么变到状态B时气体的体积为________L，从状态B到状态C，气体做________变化.图920等容