人教版高中物理选择性必修第三册第二章气体、固体和液体第3节第1课时气体的等压变化和等容变化课件

物理第二章气体、固体和液体第3节气体的等压变化和等容变化第1课时气体的等压变化和等容变化[学习目标]1．知道什么是等压变化，理解盖­吕萨克定律的内容和公式。2．掌握等压变化的V－T图线、物理意义并会应用。3．知道什么是等容变化，理解查理定律的内容和公式。4．掌握等容变化的p－T图线、物理意义并会应用。5．知道理想气体的含义，了解理想气体状态方程。6．知道气体实验定律的微观解释。知识点1气体的等压变化1．等压变化一定质量的某种气体，在____________时，体积随温度变化的过程。压强不变CT质量压强(4)等压变化的图像：等压线是一条__________________的倾斜的直线。通过坐标原点[判一判]1．(1)气体的温度升高，气体的体积一定增大。(

)(2)一定质量的气体，等压变化时，体积与温度成正比。(

)(3)一定质量的某种气体，在压强不变时，其V－T图像是过原点的直线。(

)××√知识点2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______变化的过程。2．查理定律(1)文字表述：一定质量的某种气体，在____________的情况下，_______与________________成正比。压强温度体积不变压强p热力学温度TCT

0质量体积√×1．(等压变化)(多选)如图所示，竖直放置、开口向上的长试管内用水银密闭一段气体，若大气压强不变，管内气体(

)A．温度降低，则压强可能增大B．温度升高，则压强可能减小C．温度降低，则压强不变D．温度升高，则体积增大√√解析：大气压强不变，水银柱的长度不变,所以封闭的气体的压强不变，A、B错误，C正确；气体做等压变化，温度升高，则体积增大，D正确。√3．(等压或等容变化的图像)(多选)如图所示的是一定质量的某种气体的等容或等压变化图像，关于这两个图像的正确说法是(

)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．乙图表明温度每升高1℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变√√解析：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0K，故B错误；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错误；由于图线是直线，结合题图甲乙易知D正确。探究一气体的等压变化1．盖­吕萨克定律及推论表示一定质量的某种气体从初状态(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成正比。2．V－T图像和V－t图像一定质量的某种气体，在等压变化过程中(1)V－T图像：气体的体积V随热力学温度T变化的图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且p1<p2，即斜率越小，压强越大。(2)V－t图像：体积V与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等压线是一条延长线通过横轴上－273.15℃的倾斜直线，且斜率越大，压强越小,图像纵轴的截距V0是气体在0℃时的体积。3．应用盖-吕萨克定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体。(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件：质量一定，压强不变。(3)确定初、末两个状态的温度、体积。(4)根据盖-吕萨克定律列式求解。(5)求解结果并分析、检验。【例1】孔明灯是一种古老的手工艺品，在古代多做军事用途。某同学制作了一个质量为m、体积为V的孔明灯，初始时，灯内、外空气的密度均为ρ，温度均为T，灯被点燃后，当内部空气的温度升到T′时，孔明灯刚好飞起。整个过程孔明灯的体积变化忽略不计，则(

)√[针对训练1]

(多选)如图所示，竖直放置的导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，缸内气体高度为2h。现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h。然后再对汽缸缓慢加热，以使缸内气体温度逐渐升高，让活塞恰好回到原来位置。已知大气压强为p0，大气温度恒为T0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间摩擦。下列说法正确的是(

)√√1．查理定律及推论表示一定质量的某种气体从初状态(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成正比。探究二气体的等容变化2．p－T图像和p－t图像一定质量的某种气体，在等容变化过程中(1)p－T图像：气体的压强p与热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且V1<V2，即体积越大，斜率越小。(2)p－t图像：压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等容线是一条延长线通过横轴上－273.15℃的倾斜直线，且斜率越大,体积越小。图像纵轴的截距p0是气体在0℃时的压强。3．应用查理定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体。(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件：质量一定，体积不变。(3)确定初、末两个状态的温度、压强。(4)根据查理定律列式求解。(5)求解结果并分析、检验。【例2】如图所示，汽缸竖直放置，用销钉将水平活塞(厚度不计)固定在汽缸正中间，活塞将汽缸分隔成A、B两部分，每部分都密封有一定质量的气体，A、B两部分气体的压强分别为pA0＝3.75×105Pa和pB0＝3×105Pa。活塞的质量m＝10kg，横截面积S＝1×10－3m2，重力加速度大小g取10m/s2，汽缸与活塞均绝热。[解析]

(1)设销钉对活塞的作用力为F，对活塞，根据平衡条件有pA0S＋mg＋F＝pB0S解得F＝－175N即销钉对活塞的作用力大小为175N，方向竖直向上。[针对训练2]

气体温度计结构如图所示。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)。[针对训练3]

(2021·广东佛山市高三一模)一个空的导热良好的储物罐，在压强为1.0×105Pa、温度为23℃的环境中将其密封好，此时罐内气体的体积为1L。将其放进温度为－3℃的冰箱冷藏室，冷藏室内的压强与外界相同，并经过了充分的热交换。(1)如果罐中气体密封良好无气体渗漏，求此时罐中气体压强。(2)如果密封盖发生气体渗漏使得罐内气压与外界相同，求此时罐中气体质量与原来质量的比值。1．p－T图像与V－T图像的比较p－T图像V－T图像不同点图像纵坐标压强p体积V斜率意义气体质量一定时，斜率越大，体积越小，有V4<V3<V2<V1气体质量一定时，斜率越大，压强越小，有p4<p3<p2<p1探究三

p－T图像与V－T图像p－T图像V－T图像相同点(1)都是一条通过原点的倾斜直线(2)横坐标都是热力学温度T(3)都是斜率越大，气体的另外一个状态参量越小【例4】如图所示，这是0.3mol的某种气体的压强和温度关系的p－t图线。p0表示1个标准大气压，则在状态B时气体的体积为(

)A．5.6L B．3.2LC．1.2L D．8.4L√√[针对训练4]

(2024·江苏扬州期末)如图所示为一定质量的气体的体积V与