高中物理新课标版82《气体的等容变化和等压变化》课件.ppt
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- 气体的等容变化和等压变化 高中物理 新课 82 气体 变化 等压 课件
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1、新课标人教版课件系列高中物理选修选修3-33-38.2气体的等容变化和等压变化一、玻意耳定律一、玻意耳定律 1 1、内容、内容:一定质量某种气体,在温度不变的情况下,压一定质量某种气体,在温度不变的情况下,压强强p p与体积与体积V V成反比。成反比。2 2、公式:、公式:pVpV=常数常数 或或p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 23.3.条件条件:一定质量气体且温度不变一定质量气体且温度不变4 4、适用范围:、适用范围:温度不太低,压强不太大温度不太低,压强不太大复习回顾二二.等温变化图象等温变化图象1 1、特点、特点:(1)(1)等温线是双曲线的一支。等温线是双曲线的一支。(
2、2)(2)温度越高温度越高,其等温线离原点越远其等温线离原点越远.2 2、图象意义、图象意义:(1)(1)物理意义物理意义:反映压强随体积的变化关系反映压强随体积的变化关系(2 2)点意义点意义:每一组数据每一组数据-反映某一状态反映某一状态8.2 8.2 气体的等容变化和等压变化气体的等容变化和等压变化查理定律、盖查理定律、盖吕萨克定律吕萨克定律阅读课文阅读课文,回答以下问题回答以下问题:1 1、什么是气体的等容变化过程、什么是气体的等容变化过程?2 2、气体的等容变化遵循什么规律、气体的等容变化遵循什么规律?3 3、什么是气体的等压变化过程、什么是气体的等压变化过程?4 4、气体的等压变化
3、遵循什么规律、气体的等压变化遵循什么规律?一、气体的等容变化一、气体的等容变化1 1等容过程:气体在体积不变的情况等容过程: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下发生的状态变化过程叫做等容过程程2 2查理定律:查理定律:一定质量的某种气体,一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强在体积不变的情况下,压强p p与热力与热力学温度学温度T T成正比(成正比(p p T T )2211TpTpCTp可写成可写成 或或或一定质量的气体,在体积不变的情况下,温或一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度每升高(或降低)度每升高(或降低)1,增加(或减少),增加(或减少)的压强等于它的压强
4、等于它0时压强的时压强的1/273(1 1)查理定律是实验定律,由法国科学家查理通)查理定律是实验定律,由法国科学家查理通过实验发现的过实验发现的(2 2)适用条件:气体质量一定,体积不变)适用条件:气体质量一定,体积不变.(3)在)在p/T=C中的中的C与气体的种类、质量、体积与气体的种类、质量、体积有关有关 注意:注意:p p与热力学温度与热力学温度T T成正比,不与摄氏温度成正比,成正比,不与摄氏温度成正比,但压强的变化但压强的变化 p p与摄氏温度与摄氏温度 t t的变化成正比的变化成正比(4 4)一定质量的气体在等容时,升高(或降低)一定质量的气体在等容时,升高(或降低)相同的温度,
5、所增加(或减小)的压强是相同相同的温度,所增加(或减小)的压强是相同的的(5 5)解题时前后两状态压强的单位要统一)解题时前后两状态压强的单位要统一.3.3.说明说明:4 4等容线等容线 (1 1)等容线:一定质量的某种气体在等容)等容线:一定质量的某种气体在等容变化过程中,压强变化过程中,压强p p跟热力学温度跟热力学温度T T的正比的正比关系关系p pT T在直角坐标系中的图象叫做等容在直角坐标系中的图象叫做等容线线(2 2)一定质量气体的等容线)一定质量气体的等容线p pT T图象,其图象,其延长线经过坐标原点,斜率反映体积大小,延长线经过坐标原点,斜率反映体积大小,如图所示如图所示5
6、5等容线的物理意义等容线的物理意义()图线上每一个点表示气体一个确定的状()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态,同一条等容线上各状态的体积相同 ()()不同体积下的等容线,斜率越大,体不同体积下的等容线,斜率越大,体积越小积越小(同一温度下,压强大的体积小)如图(同一温度下,压强大的体积小)如图所示,所示,V V2 2 V V1 1二、气体的等压变化二、气体的等压变化1 1等压过程:气体在压强不变的情况等压过程: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下发生的状态变化过程叫做等压过程程2 2盖盖吕萨克定律吕萨克定律:一定质量的某种:一定质量的某种气
7、体,在压强不变的情况下,体积气体,在压强不变的情况下,体积V V与热力学温度成正比(与热力学温度成正比(V V T T ).2211TVTVCTV可写成可写成 或或或一定质量的气体,在压强不变的情况下,温或一定质量的气体,在压强不变的情况下,温度每升高(或降低)度每升高(或降低)1,增加(或减少),增加(或减少)的体积等于它的体积等于它0时体积的时体积的1/273(1 1)盖)盖吕萨克定律是实验定律,由法国科学吕萨克定律是实验定律,由法国科学家盖家盖吕萨克通过实验发现的吕萨克通过实验发现的(2 2)适用条件:气体质量一定,压强不变)适用条件:气体质量一定,压强不变(3 3)在)在 V/V/=C
8、=C 中的中的C C与气体的种类、质量、与气体的种类、质量、压强有关压强有关注意:注意:V V正比于正比于T T而不正比于而不正比于t t,但,但 V t t(4 4)一定质量的气体发生等压变化时,升高)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(或降低)相同的温度,增加(或减小)的体积是相同的积是相同的(5 5)解题时前后两状态的体积单位要统一)解题时前后两状态的体积单位要统一3.3.说明说明:4 4等压线等压线(1 1)等压线:一定质量的某种气体在等)等压线:一定质量的某种气体在等压变化过程中,体积压变化过程中,体积V V与热力学温度与热力学温度T T的的正
9、比关系在正比关系在V VT T直角坐标系中的图象叫直角坐标系中的图象叫做等压线做等压线(2 2)一定质量气体的等压线的)一定质量气体的等压线的V VT T图象,图象,其延长线经过坐标原点,斜率反映压强其延长线经过坐标原点,斜率反映压强大小,如图所示大小,如图所示5 5等压线的物理意义等压线的物理意义()图线上每一个点表示气体一个确()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定的状态,同一条等压线上各状态的压强相同强相同()()不同压强下的等压线,斜率越大,不同压强下的等压线,斜率越大,压强越小压强越小(同一温度下,体积大的压强(同一温度下,体积大的压强小)如图所示小)如图
10、所示2 2 1 1 小结:小结:一定质量的气体在等容变化时,遵一定质量的气体在等容变化时,遵守查理定律守查理定律一定质量的气体在等压变化时,遵一定质量的气体在等压变化时,遵守盖守盖吕萨克定律吕萨克定律2211TVTVCTV可写成或可写成或2211TpTpCTp可写成或可写成或例题例题:某种气体在状态时压强某种气体在状态时压强2 210105 5Pa,Pa,体积为体积为1m1m3,3,温度为温度为200K,(1)200K,(1)它在等温过程中由状态它在等温过程中由状态A A变为状态变为状态B,B,状态状态B B 的体积为的体积为2m2m3 3,求状态求状态B B 的压强的压强.(2)(2)随后随
11、后,又由状态又由状态B B 在等容过程中变为状态在等容过程中变为状态C,C,状态状态C C 的温度的温度为为300K,300K,求状态求状态C C 的压强的压强.解解(1)(1)气体由状态气体由状态A A 变为状态变为状态B B 的过程遵从玻意耳定律的过程遵从玻意耳定律.由由p pA AV VA A=P=PB BV VB,B,P PB B=10=105 5PaPa(2)(2)气体由状态气体由状态B B变为状态变为状态C C的过程遵从查理定律的过程遵从查理定律.由由 p pc c=1.5=1.510105 5PaPaccBBTpTpA B C随堂练习随堂练习练习练习1 1、密闭在容积不变的容器中
12、的气体,当温度降低、密闭在容积不变的容器中的气体,当温度降低时:时:A A、压强减小,密度减小、压强减小,密度减小;B;B、压强减小,密度增大;、压强减小,密度增大;C C、压强不变,密度减小;、压强不变,密度减小;D D、压强减小,密度不变、压强减小,密度不变练习练习2 2、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中正确的是:中正确的是:A A、气体压强的改变量与摄氏温度成正比;、气体压强的改变量与摄氏温度成正比;B B、气体的压强与摄氏温度成正比;、气体的压强与摄氏温度成正比;C C、气体压强的改变量与热力学温度的改变量成正比;、气体压强的改变量与热力
13、学温度的改变量成正比;D D、气体的压强与热力学温度成正比。、气体的压强与热力学温度成正比。DCD3.3.在冬季在冬季,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚个夜晚,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧紧,不易拔出来不易拔出来,主要原因是主要原因是(D).).(A)(A)软木塞受潮膨涨软木塞受潮膨涨(B)(B)瓶口因温度降低而收缩变小瓶口因温度降低而收缩变小(C)(C)白天气温升高白天气温升高,大气压强变大大气压强变大(D)(D)瓶内气体因温度降低而压强减小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定质量的理
14、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。一个常数。nRTVpTVp 111222n为气体的摩尔数,为气体的摩尔数,R为普适气体恒量为普适气体恒量三、气态方程三、气态方程实际应用实际应用1.上海市南汇区上海市南汇区08年第二次模拟考试年第二次模拟考试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;如果温度能降低到t0,那么气体,那么气体的压强将减小到的压强将减
15、小到 Pa。t()p(Pa)0t027302.上海市黄浦区上海市黄浦区08年年1月期终测评卷月期终测评卷1515一定质量的理想气体在等容变化过程中测一定质量的理想气体在等容变化过程中测得,气体在得,气体在0时的压强为时的压强为P0,10时的压强为时的压强为P10,则气体在,则气体在21时的压强在下述各表达式中正时的压强在下述各表达式中正确的是确的是()27301011PPP 273100011PPP 273101011PPP 1011283284PP A B C DA D 3.上海嘉定区上海嘉定区2007学年上学期调研学年上学期调研5A.两次管中气体压强相等两次管中气体压强相等B.T1时管中气
16、体压强小于时管中气体压强小于T2时管中气体压强时管中气体压强C.T1T25、如图所示,、如图所示,A端封闭有气体的端封闭有气体的U形玻璃管倒插入形玻璃管倒插入水银槽中,当温度为水银槽中,当温度为T1时,管中水银面处在时,管中水银面处在M处,处,温度为温度为T2时,管中水银面处在时,管中水银面处在N处,且处,且M、N位于位于同一高度,若大气压强不变,则:(同一高度,若大气压强不变,则:()MNA A D 4.08年深圳市第一次调研考试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,体积变大压强和温度不变,体积变
17、大 B温度不变,压强减少,体积减少温度不变,压强减少,体积减少 C体积不变,温度升高,压强增大,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,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,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
18、的过程可视为一缓慢过程,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在这一过程中气缸内 ()A气体从外界吸热气体从外界吸热B单位体积的气体分子数变大单位体积的气体分子数变大C气体分子平均速率变大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.扬州市扬州市07-08学年度第一学期期末调研试卷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)在图所示的气缸中封闭着温度为100的空的空气气,一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接,重物和重
19、物和活塞均处于平衡状态活塞均处于平衡状态,这时活塞离缸底的高度为这时活塞离缸底的高度为10 cm,如果缸内空气变为如果缸内空气变为0,问问:重物是上升还是下降?重物是上升还是下降?这时重物将从原处移动多少厘米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设活塞与气缸壁间无摩擦)气体初态体积气体初态体积V1=10S cm3,温度温度T1=373 K,2121TTVV 则重物上升高度则重物上升高度h=107.4=2.6 cm解解:可得可得h=7.4 cm据据末态温度末态温度T2=273 K,体积设为体积设为V2=hScm3 (h为活塞到缸底的距离为活塞到缸底的距离)分析可知缸内气体作等压变
20、化分析可知缸内气体作等压变化.设活塞截面积为设活塞截面积为S cm2,缸内气体温度降低缸内气体温度降低,压强减小压强减小,故活塞下移故活塞下移,重物上升重物上升.7.上海市徐汇区上海市徐汇区07年第一学期期末试卷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,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
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