气体的等容变化和等压变化(课堂)课件

1、11223344556677889910101. 查理定律和盖吕萨克定律的比较111. 查理定律和盖吕萨克定律的比较1112122.两个重要的推论(1)查理定律的分比形式即一定质量的气体在体积不变的条件下，压强的变化量与热力学温度的变化量成正比.(2)盖吕萨克定律的分比形式即一定质量的气体在压强不变的条件下，体积的变化量与热力学温度的变化量成正比. 132.两个重要的推论133.“外推法”与热力学温标通过对一定质量气体等容变化的p-t线“外推”得到的气体压强为零时对应的温度(-273.15 )，称为热力学温标的零度(0 K).143.“外推法”与热力学温标144.由温度变化引起的水银柱移动定性

2、判断(1)假设法(基本方法)如图所示，水银柱原来处于平衡状态，所受合外力为零，即此时两部分气体的压强差p=p1-p2,温度升高后，两部分气体的压强都增大，假设水银柱不动，两部分气体都为等容变化，分别可推得 若p1p2，水银柱所受合外力方向向上，应向上移动；若p1p2,水银柱向下移动，若p1=p2，水银柱不动.154.由温度变化引起的水银柱移动定性判断15(2)图象法：在同一p-T坐标系中画出两段气体的等容线，如图所示，在温度相同时，p1p2，得出气柱l1等容线的斜率较大，当两气体升高相同的温度T时，两边气体其压强的增加量p1p2，水银柱上移.(3)极限法：对上部的气体压强进行极限推理，认为p2

3、0上部为真空，升温时，p1增大，水银柱上移. 16(2)图象法：在同一p-T坐标系中画出165.应用步骤(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条件.是否是质量和体积保持不变或是质量和压强保持不变.(3)确定初、末两个状态的温度、压强或温度、体积.(4)按查理或盖吕萨克定律公式列式求解.(5)求解结果并分析、检验.175.应用步骤17 (1)“外推法”是科学研究的一种方法，“外推”并不表示定律适用范围的扩展.(2)热力学温标是一种理论温标，与测温物质无关. 18 (1)“外推法”是科学研究的一种方法，【典例1】如图所示,两端封闭粗细均匀、竖直放置的玻璃管

4、内有一段长为h的水银柱,将管内气体分为两部分.已知l2=2l1,若使两部分气体同时升高相同的温度,管内水银柱将如何运动?(设原来温度相同)19【典例1】如图所示,两端封闭粗细均匀、竖直放置19 【解题指导】本题可按以下思路进行求解:20 【解题指导】本题可按以下思路进行求解:20【标准解答】此类问题的解答方法一般有“假设法”、“图象法”和“极限法”三种.假设法:先假设管内水银柱相对玻璃管不动,即两段空气柱体积不变,用查理定律求得两气柱压强增量p1和p2,进而比较压强增量的大小.若p1=p2,水银柱不会移动;若p1p2,水银柱向上移动;若p1p2,即p1比p2减小得快时,水银柱向下移动;当p1p

5、2,T1=T2,T1=T2,所以p1p2,即水银柱向上移动. 22(1)利用公式:由查理定律,对于上段气柱有:22(2)利用图象:首先在同一p-T图线上画出两段气柱的等容图线,如图所示.由于两气柱在相同温度T1下压强不同,所以它们等容线的斜率也不同,气柱l1的压强较大,等容线的斜率也较大.从图中可以看出,当两气柱升高相同温度T时,其压强的增量p1p2,所以水银柱向上移动.23(2)利用图象:首先在同一p-T图线上画出23极限法:(1)由于管上段气柱压强p2较下段气柱压强p1小,设想p20,即管上部认为近似为真空,于是立即得到：温度T升高,水银柱向上移动.(2)假设两部分气体温度降低到0 K,则

6、上下两部分气体的压强均为零,故降低相同温度时水银柱下降,那么升高相同温度水银柱会上升.24极限法:(1)由于管上段气柱压强p2较下段气柱压强p1小,设【规律方法】 液柱移动方向的判断此类问题的特点是:气体的状态参量p、V、T都发生了变化,直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难,通常先进行气体状态的假设,然后应用查理定律可以很容易地求解,两部分气体压强的变化p,并把压强转化为压力Sp来比较.若p均大于零,则液柱向Sp较小的一方移动;若p均小于零,则液柱向|Sp|值较大的一方移动;若Sp相等,则液柱不移动.25【规律方法】 液柱移动方向的判断25【变式训练】如图所示,A、B两容器容积相等,用粗细均匀

7、的细玻璃管连接,两容器内装有不同气体,细管中央有一段水银柱,在两边气体作用下保持平衡时,A中气体的温度为0 ,B中气体温度为20 ,如果将它们的温度都降低10 ,则水银柱将( )26【变式训练】如图所示,A、B两容器容积26A.向A移动B.向B移动C.不动D.不能确定【解析】选A.由 可知p 所以A部分气体压强减小得多,水银柱将向左移.27A.向A移动27 【变式备选】(2011合肥高二检测)用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸.我们通常用的可乐易拉罐容积V=355 mL.假设在室温(17)下罐内装有0.9 V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为1 at

8、m.若易拉罐能承受的最大压强为1.2 atm，则保存温度不能超过多少？28 【变式备选】(2011合肥高二检测)用易拉罐盛【解析】取CO2气体为研究对象，则：初态：p1=1 atm，T1=(273+17)K=290 K，末态：p2=1.2 atm，T2未知.气体发生等容变化，由查理定律 得：答案：7529【解析】取CO2气体为研究对象，则：2930301.p-T图象与V-T图象的比较311.p-T图象与V-T图象的比较3132322.对于p-T图象与V-T图象的注意事项(1)首先要明确是p-T图象还是V-T图象(2)不是热力学温标的先转换为热力学温标(3)解决问题时要将图象与实际情况相结合 3

9、32.对于p-T图象与V-T图象的注意事项33 (1)在图象的原点附近要用虚线表示，因为此处实际不存在，但还要表示出图线过原点.(2)如果坐标上有数字则坐标轴上一定要标上单位，没有数字的坐标轴可以不标单位.34 (1)在图象的原点附近要用虚线表示，因为【典例2】一定质量的气体，在状态变化过程中的p-T图象如图所示，在A状态时的体积为V0，试画出对应的V-T图象.35【典例2】一定质量的气体，在状态变化过程中的p-T图象如图所 【解题指导】解答本题应把握以下三点：36 【解题指导】解答本题应把握以下三点：36【标准解答】对气体由AB，根据玻意耳定律有p0V0=3p0VB,则对气体由BC：根据盖吕

10、萨克定律：由此可知A、B、C三点的状态量分别为A：p0,T0,V0；B：3p0,T0, C:3p0,3T0,V0.V-T图象如图所示.答案：见标准解答37【标准解答】对气体由AB，根据玻意耳定律有37【变式训练】如图所示甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象，关于这两个图象的正确说法是( )38【变式训练】如图所示甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变A.甲是等压线，乙是等容线B.乙图中p-t线与t轴交点对应的温度是-273.15 ，而甲图中V-t线与t轴的交点不一定是-273.15 C.由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是p与t成直线关系D.乙图表明随温度每升高1 ，压强增

11、加相同，但甲图随温度的升高压强不变39A.甲是等压线，乙是等容线39【解析】选A、D.由查理定律p=CT=C(t+273.15)及盖吕萨克定律V=CT=C(t+273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A正确；由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为-273.15 ，即热力学温度的0 K，故B错；查理定律及盖吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，故C错；由于图线是直线，故D正确.40【解析】选A、D.由查理定律p=CT=C(t+273.15)【典例】(2011深圳高二检测)有一个敞口的玻璃瓶，当

12、瓶内空气温度由27 升高到127 时，瓶内剩余的空气是原来的几分之几？【解题指导】(1)变化前后瓶内气体的质量发生了变化，不能应用盖吕萨克定律求解.(2)选择瓶内初状态气体为研究对象，假设气体未逸出而只是体积增大，气体的质量无变化.41【典例】(2011深圳高二检测)有一个敞口的玻璃瓶，当瓶内【标准解答】以27 时瓶内的空气为研究对象，因为瓶口敞开，故瓶内空气压强恒等于外界大气压，假设温度升高时，瓶内逸出的空气进入另一个与瓶子相通的真空容器内，气体状态变化如图所示.根据盖吕萨克定律有：答案：42【标准解答】以27 时瓶内的空气为研究对象，因为瓶口敞42一、选择题1.一定质量的气体，体积保持不变

13、，下列过程可以实现的是( )A.温度升高，压强增大B.温度升高，压强减小C.温度不变，压强增大D.温度不变，压强减小【解析】选A.由查理定律p=CT得温度和压强只能同时升高或同时降低，故A项正确.43一、选择题432.一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了1/2，若气体原来温度为27，则温度的变化是( )A.升高450 KB.升高了150 C.升高了40.5 D.升高了450 442.一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了1/2，若气体原【解析】选B.气体做等压变化故符合盖吕萨克定律，由公式 得：故T=T2-T1=150 K即温度升高了150 K，B正确.45【解析】选B.气体做等压变化故

14、符合盖吕萨克定律，由453.(2011东营高二检测)一定质量的气体，在体积不变时，温度由50 加热到100 ，气体的压强变化情况是( )A.气体压强是原来的2倍B.气体压强比原来增加了 倍C.气体压强是原来的3倍D.气体压强比原来增加了 倍463.(2011东营高二检测)一定质量的气体，在体积不变时，【解析】选D.根据查理定律 得即压强变为原来的 倍. 气体压强比原来增加了 倍，所以正确答案为D.47【解析】选D.根据查理定律 得474.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C再到状态A的p-T图象,由图可知( )A.VA=VBB.VBVCC.VB=VCD.VAVC484.如图所示是一定质

15、量的气体从状态A经B到状态C再到状态A的【解析】选A.A沿直线到B是等容过程,因此VA=VB,故A项正确;连接OC可知,直线OC的斜率比直线OB的斜率小,因此VBVC,VAVC,故B、C、D均错误.49【解析】选A.A沿直线到B是等容过程,因此VA=VB,故A项5.一定质量的理想气体V-t图象如图所示,在气体由状态A变化到状态B的过程中,气体的压强( )A.一定不变B.一定减小C.一定增加D.不能判定怎样变化【解析】选D.若BA的延长线交于t轴上-273.15 则是等压变化,气体压强一定不变.若与t轴交点位于-273.15 的右方,则气体的压强一定减小,若与t轴交点位于-273.15 的左方,

16、则气体的压强一定增大.505.一定质量的理想气体V-t图象如图所506.对于一定质量的气体,以下说法正确的是( )A.气体做等容变化时,气体的压强和温度成正比B.气体做等容变化时,温度升高1 ,增加的压强是原来压强的1/273C.气体做等容变化时,气体压强的变化量与温度的变化量成正比D.由查理定律可知,等容变化中,气体温度从t1升高到t2时,气体压强由p1增加到p2,且p2=p11+(t2-t1)/273516.对于一定质量的气体,以下说法正确的是( )51【解析】选C.一定质量的气体做等容变化,气体的压强跟热力学温度成正比,跟摄氏温度不成正比关系,选项A错;根据公式pt=p0(1+t/273

17、),其中p0是0 时的压强 B选项错误.由公式 得选项C正确.D项中 得 故D项错误.52【解析】选C.一定质量的气体做等容变化,气体的压强跟热力527.(2011西城高二检测)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( )537.(2011西城高二检测)如图所示，两端开口的弯管，左管A.弯管左管内外水银面的高度差为hB.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，则右管内的水银柱沿管壁上升D.若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升【解析】选A、D.被封闭气体的压强按右边计算为p=p0+ph，按左边算也为p=p0+p

18、h,故左管内外水银面的高度差为h，A项正确；气体的压强不变，温度不变，故体积不变，B、C均错；压强不变，温度升高，体积增大，右管中水银柱沿管壁上升，D项正确.54A.弯管左管内外水银面的高度差为h548.(2010上海高考)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的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( )558.(2010上海高考)一定质量理想气体的状态经历了如图所A.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】选A、B.首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线

19、，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；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过程中体积不是保持不变，D错误.56A.ab过程中不断增加56 【方法技巧】 利用p-T、V-T图象解题的技巧等容变化用p-T图象表示，等压变化用V-T图象表示，均为过原点的直线.等容变化用V-T图象表示，等压变化用p-T图象表示，均为平行于T轴的直线.p-T图象和V-T图象可以相互转换.应用图象解决问题时，要注意数学公式与图象的数图转换，图象与物理过程、物理意义之间的相互关系，对于图

20、线有关问题的分析讨论，常常需要添加辅助线，然后根据有关方程讨论.57 【方法技巧】 利用p-T、V-T图象解题的技二、非选择题9.如图所示是伽利略设计的一种测温装置，玻璃泡A内封有一定质量的空气，与A相连的B管插在水银槽中，制作时，先给球形容器微微加热，跑出一些空气，插入水银槽中时，水银能上升到管内某一高度，设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计.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76 cmHg的压强).已知当温度t1=27 时，管内水银面高度h1=16 cm，此高度即为27的刻线，问t=0的刻线在何处？58二、非选择题58【解析】应选玻璃泡A内的一定质量的气体为研究对象，对于B管的体积略去不计，温度变化时A内的气体经历的是一个等