【步步高】新课标高中物理82气体的等容变化和等压变化学案新人教版选修3

8.2气体的等容变化和等压变化［学习目标定位］1.掌握查理定律和盖一吕萨克定律的内容、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.知识.储备区 温故追水溯源推陈方可知新X知迟链接.热力学温度与摄氏温度的关系：T=t+273.15_K..玻意耳定律：⑴内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成正比.(2)公式：pV=C或者p1V1=p2V2.X新知呈现一、查理定律定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比.即p=CT或"=p2一T2.二、盖一吕萨克定律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.即V—CTV1=V2或T1—T2.学习,探究区基础自学落实重点互动探究一、气体的等容变化［问题设计］打足气的自行车在烈日下曝晒，常常会爆胎，原因是什么？答案车胎在烈日下曝晒，胎内的气体温度升高，气体的压强增大，把车胎胀破.［要点提炼］.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化..查理定律⑴内容：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(填“正比”或“反比”).(2)表达式：p—CT或T■一卷.⑶适用条件：气体的质量和体积不变..等容线：p-T图象和p-t图象分别如图1甲、乙所示.图1.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Ap与热力学温度的变化量at之间的关系为：At=p.［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［要点提炼］.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..盖一吕萨克定律⑴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.V1V2（2）表达式：V=CT或，'—管’.JLJLJL乙⑶适用条件：气体的质量和压强不变..等压线：V—T图象和V—t图象分别如图2甲、乙所示.图2.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AV与热力学AVV温度的变化量AT之间的关系为而=提［延伸思考］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.X典例精析一、查理定律的应用图3【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标准大气压相当于76cmHg）.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，根据查理定律得包=迎①T1T2①p1=p0+ph1②p2=p0+ph2③联立①②③式，代入数据得T2=364K（或91℃）.答案364K（或91℃）二、盖一吕萨克定律的应用【例2】一定质量的空气，27℃时的体积为1.0x10-2m3,在压强不变的情况下，温度升高100℃时体积是多大？解析一定质量的空气，在等压变化过程中，可以运用盖一吕萨克定律进行求解.空气的初、末状态参量分别为初状态：T1=（273+27）K=300K,V1=1.0x10-2m3；末状态：T2=（273+27+100）K=400K.V1V2 T2 400由盖一吕萨克定律者=若得，气体温度升高100℃时的体积为V2=TrV1=400x1.0x10-2JLJLJL乙 JLJLm3~1.33x10-2m3.答案1.33x10-2m3三、p-T图象与V-T图象的应用【例3】图4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1.5x105Pa.图4⑴根据图象提供的信息，计算图中TA的值.（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.VAVB解析（1）根据盖一吕萨克定律可得VA=VBTATBVA 0.4所以TA=-TB=ZTx300K=200K.VB 0.6

（2）根据查理定律得tb（2）根据查理定律得tbpC

TCpC=TCBpB=|00pB=|pB=|x1.5x105Pa=2.0x105Pa则可画出由状态A—B-C的p-T图象如图所示.答案(1)200K(2)见解析图ITO T图5针对训练一定质量的气体的状态经历了如图5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（ ）ab过程中不断增加bc过程中保持不变cd过程中不断增加da过程中保持不变答案AB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Vd<Ve,所以Vd<Va,所以da过程中气体体积不是保持不变，D错误.自我.检;则区 检测学习效果体验成功快乐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0c升高到10℃时，其压强的增量为Ap1,当它由100℃升高到110℃时，所增压强为Ap2,则Api与Ap2之比是（）A.10：1 B.373:273C.1：1 D.383：283答案C解析由查理定律得Ap=TAT,一定质量的气体在体积不变的条件下2=C,温度由0c升高到10℃和由100℃升高到110℃,AT=10K相同，故所增加的压强Ap1=Ap2,C项正确.图6.（p—T图象的考查）如图6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（）a-d过程气体体积增加b-d过程气体体积不变c-d过程气体体积增加a-d过程气体体积减小答案AB解析在p—T坐标系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..（盖一吕萨克定律的应用）一定质量的气体保持压强不变，它从0℃升到5℃的体积增量为AV1；从10℃升到15℃的体积增量为八丫2,则（）A.AV1=AV2B.AV1>AV2C.AV1<AV2D.无法确定答案A，一.、，一一，、，，V1V2AV, 一一解析由盖一吕萨克定律若=台=弁可知AV1=AV2,A正确.JLJLJL乙I»JL图74.（V—t图象的考查）一定质量的气体做等压变化时，其V—t图象如图7所示，若保持气体质量不变，而改变气体的压强，再让气体做等压变化，则其等压线与原来相比，下列可能正