物理（人教版选修3-3）课件第8章第2节气体的等容变化和等压变化

第八章气体第二节气体的等容变化和等压变化一、气体的等容变化1．等容变化：一定质量的某种气体在体积不变时，_____随______的变化．压强温度正比

－273.15℃原点二、气体的等压变化1．等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，__________随_______________的变化．体积热力学温度正比

原点－273.15℃一、查理定律与盖—吕萨克定律的比较二、应用查理定律和盖—吕萨克定律解题的步骤1．明确研究对象，即研究哪部分气体．2．分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的条件，是否是质量和体积保持不变或是否质量和压强保持不变．3．确定初、末两状态的温度、压强或温度、体积．4．按查理定律(或盖—吕萨克定律)列式求解．5．分析检验求解结果．三、液柱移动问题分析方法如图所示，两端封闭粗细均匀竖直放置的玻璃管内，有一长为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，管内水银柱将如何移动？(设原来温度相同)下面通过几种常用方法对此问题加以分析：1．假设法应用假设法分析液柱移动问题的基本思路是：当气体的状态参量发生变化而使液体可能发生移动时，先假设其中一个参量(一般设为体积)不变(即假设水银柱不移动)；以此为前提，再运用相关的气体定律(如查理定律)进行分析讨论，看讨论结果是否与假设相符．若相符，则原假设成立；若讨论结果与假设相矛盾，说明原假设不成立，从而也就推出了正确的结论．分析的关键在于合理选择研究对象，正确进行受力分析，然后通过比较作出判定．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Δp＝p1－p2＝h，温度升高后，两部分气体的压强都增大，若Δp1＞Δp2，水银柱所受合外力方向向上，应向上移动；若Δp1＜Δp2，水银柱向下移动；若Δp1＝Δp2，水银柱不动．所以判断水银柱怎样移动，就是分析其合力方向怎样，即判断两部分气体的压强哪一个增大得多．2．图象法在同一pT坐标系中画出两段气柱的等容线，如图所示，在温度相同时p1＞p2，上段气柱等容线的斜率较大，当两气柱升高相同的温度ΔT时，其压强的增量Δp1＞Δp2，水银柱上移．3．极限法由于p2较小，设想p2＝0，上部为真空，升温时p1增大，水银柱上移．一、气体的等容变化答案：AD

要熟练掌握并灵活应用查理定律的各种表达形式．查理定律的另一种表述便是：一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高(降低)1℃，增加(减小)的压强等于气体在0℃时压强的1/273.1.一定质量的气体，在体积不变的情况下，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，其压强的增量为Δp2，则Δp1与Δp2之比是______.答案：1∶1

如图所示，汽缸A中封闭有一定质量的汽体，活塞B与A的接触是光滑的且不漏汽，B上放一重物C，B与C的总重量为G，大气压为p0.当汽缸内气体温度是20℃时，活塞与汽缸底部距离为h1；当汽缸内气体温度是100℃时，活塞与汽缸底部的距离是多少？二、气体的等压变化答案：1.3h1

应用盖—吕萨克定律解决问题时，首先明确研究对象，其次分析气体是否质量一定且压强不变，然后确定气体的各个状态的状态参量，根据规律列方程求解．要注意温度值一定要换算成热力学温度值．2.如图所示为一简易火灾报警装置．其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声，27℃时，空气柱长度L1为20cm，水银上表面与导线下端的距离L2为10cm，管内水银柱的高度h为8cm，大气压强为75cm水银柱高．当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警？答案：177℃三、气体的图象问题答案：(1)200K

(2)见解析

对图象的转换问题，关键是通过原来图象确定气体的状态及状态变化，利用所学定律求解相关的状态参量．3.如图所示是一定质量的理想气体的三种升温过程，那么，以下四种解释中正确的是(

)A．a→d的过程气体体积增加B．b→d的过程气体体积增加C．c→d的过程气体体积增加D．a→d的过程气体体积减小解析：因为在pt图中，图线的斜率与体积成反比，所以a→d的过程气体体积增加，A项对，D项错；b→d的过程气体体积不变，B项错；c→d的过程气体体积减小，C项错．答案：A

如图所示，两端封闭粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一段长为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)四、液柱移动问题解析：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Δp1和Δp2，进而比较压强增量的大小．此题采用假设法，可从两个方面来解：(2)利用图象：首先在同一pT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ΔT时，其压强的增量Δp1>Δp2，所以水银柱向上移动．答案：水银柱向上移动

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简单地求解，若Δp1＝Δp2，水银柱不会移动；若Δp1>Δp2，水银柱向上移动；若Δp1<Δp2，水银柱向下移动．(注意：若降温时，当Δp1>Δp2，即p1比p2减小得快时，水银柱向下移动；当Δp1<Δp2，即p2比p1减小得快时，水银柱向上移动)．

4.如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管相连，两容器内装有不同气体，细管中央