高中物理新課標版82《氣體的等容變化和等壓變化》課件

1、新課標人教版課件系列高中物理選修3-38.2氣體的等容變化和等壓變化一、玻意耳定律 1、內(nèi)容:一定質量某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V成反比。 2、公式： pV=常數(shù) 或p1V1=p2V23.條件: 一定質量氣體且溫度不變4、適用范圍： 溫度不太低，壓強不太大復習回顧二.等溫變化圖象1、特點:(1)等溫線是雙曲線的一支。(2)溫度越高,其等溫線離原點越遠.2、圖象意義:(1)物理意義:反映壓強隨體積的變化關系(2)點意義:每一組數(shù)據(jù)-反映某一狀態(tài)8.2 氣體的等容變化和等壓變化查理定律、蓋呂薩克定律閱讀課文,回答以下問題:1、什么是氣體的等容變化過程? 2、氣體的等容變化遵循什么規(guī)

2、律? 3、什么是氣體的等壓變化過程? 4、氣體的等壓變化遵循什么規(guī)律? 一、氣體的等容變化1等容過程：氣體在體積不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化過程叫做等容過程2查理定律：一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度T成正比（ p T ） 可寫成 或或一定質量的氣體，在體積不變的情況下，溫度每升高（或降低） 1，增加（或減少）的壓強等于它0時壓強的1/273（1）查理定律是實驗定律，由法國科學家查理通過實驗發(fā)現(xiàn)的（2）適用條件：氣體質量一定，體積不變.（3）在p/T=C中的C與氣體的種類、質量、體積有關 注意：p與熱力學溫度T成正比，不與攝氏溫度成正比，但壓強的變化p與攝氏溫度t的變化

3、成正比（4）一定質量的氣體在等容時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減?。┑膲簭娛窍嗤模?）解題時前后兩狀態(tài)壓強的單位要統(tǒng)一.3.說明: 4等容線 （1）等容線：一定質量的某種氣體在等容變化過程中，壓強p跟熱力學溫度T的正比關系pT在直角坐標系中的圖象叫做等容線（2）一定質量氣體的等容線pT圖象，其延長線經(jīng)過坐標原點，斜率反映體積大小，如圖所示5等容線的物理意義（）圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態(tài)，同一條等容線上各狀態(tài)的體積相同 （）不同體積下的等容線，斜率越大，體積越?。ㄍ粶囟认?，壓強大的體積?。┤鐖D所示，V2V1二、氣體的等壓變化1等壓過程：氣體在壓強不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化

4、過程叫做等壓過程2蓋呂薩克定律：一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學溫度成正比（ V T ）.可寫成 或或一定質量的氣體，在壓強不變的情況下，溫度每升高（或降低） 1，增加（或減少）的體積等于它0時體積的1/273（1）蓋呂薩克定律是實驗定律，由法國科學家蓋呂薩克通過實驗發(fā)現(xiàn)的（2）適用條件：氣體質量一定，壓強不變（3）在 V/=C 中的C與氣體的種類、質量、壓強有關注意： V正比于T而不正比于t，但 Vt（4）一定質量的氣體發(fā)生等壓變化時，升高（或降低）相同的溫度，增加（或減小）的體積是相同的（5）解題時前后兩狀態(tài)的體積單位要統(tǒng)一3.說明:4等壓線（1）等壓線：一定質量的某

5、種氣體在等壓變化過程中，體積V與熱力學溫度T的正比關系在VT直角坐標系中的圖象叫做等壓線（2）一定質量氣體的等壓線的VT圖象，其延長線經(jīng)過坐標原點，斜率反映壓強大小，如圖所示5等壓線的物理意義（）圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態(tài)，同一條等壓線上各狀態(tài)的壓強相同（）不同壓強下的等壓線，斜率越大，壓強越?。ㄍ粶囟认拢w積大的壓強?。┤鐖D所示21 小結：一定質量的氣體在等容變化時，遵守查理定律一定質量的氣體在等壓變化時，遵守蓋呂薩克定律可寫成或可寫成或例題:某種氣體在狀態(tài)時壓強2105Pa,體積為1m3,溫度為200K,(1)它在等溫過程中由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B,狀態(tài)B 的體積為2m3,求狀態(tài)B

6、的壓強.(2)隨后,又由狀態(tài)B 在等容過程中變?yōu)闋顟B(tài)C ,狀態(tài)C 的溫度為300K,求狀態(tài)C 的壓強.解(1)氣體由狀態(tài)A 變?yōu)闋顟B(tài)B 的過程遵從玻意耳定律.由pAVA= PBVB, PB=105Pa(2)氣體由狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的過程遵從查理定律. 由 pc=1.5105PaA B C隨堂練習練習1、密閉在容積不變的容器中的氣體，當溫度降低時：A、壓強減小，密度減小; B、壓強減小，密度增大；C、壓強不變，密度減小； D、壓強減小，密度不變練習2、下列關于一定質量的氣體的等容變化的說法中正確的是：A、氣體壓強的改變量與攝氏溫度成正比；B、氣體的壓強與攝氏溫度成正比；C、氣體壓強的改變量與熱力學

7、溫度的改變量成正比；D、氣體的壓強與熱力學溫度成正比。DCD3.在冬季,剩有半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過一個夜晚,第二天拔瓶口的軟木塞時覺得很緊,不易拔出來,主要原因是 (D ). (A)軟木塞受潮膨漲(B)瓶口因溫度降低而收縮變小(C)白天氣溫升高,大氣壓強變大(D)瓶內(nèi)氣體因溫度降低而壓強減小一定質量的理想氣體的壓強、體積的乘積與熱力學溫度的比值是一個常數(shù)。 n為氣體的摩爾數(shù)，R為普適氣體恒量三、氣態(tài)方程實際應用1.上海市南匯區(qū)08年第二次模擬考試1A由查理定律可知，一定質量的理想氣體在體積不變時，它的壓強隨溫度變化關系如圖中實線表示。把這個結論進行合理外推，便可得出圖中t0 ；如果溫度能降低到t

8、0，那么氣體的壓強將減小到 Pa。t()p(Pa)0t027302.上海市黃浦區(qū)08年1月期終測評卷1515一定質量的理想氣體在等容變化過程中測得，氣體在0時的壓強為P0， 10時的壓強為P10，則氣體在21時的壓強在下述各表達式中正確的是 ( )A B C DA D 3.上海嘉定區(qū)2007學年上學期調(diào)研5A . 兩次管中氣體壓強相等B . T1時管中氣體壓強小于T2時管中氣體壓強C . T1T25、如圖所示，A端封閉有氣體的U形玻璃管倒插入水銀槽中，當溫度為T1時，管中水銀面處在M處，溫度為T2時，管中水銀面處在N處，且M、N位于同一高度，若大氣壓強不變，則：（ ）MNA A D 4.08年

9、深圳市第一次調(diào)研考試1212對于一定質量的理想氣體，可能發(fā)生的過程是 ( ) A壓強和溫度不變，體積變大 B溫度不變，壓強減少，體積減少 C體積不變，溫度升高，壓強增大， D壓強增大，體積增大，溫度降低C5.08年福建省畢業(yè)班質量檢查 1717如圖所示，導熱性能良好的氣缸開口向下，缸內(nèi)用一活塞封閉一定質量的氣體，活塞在氣缸內(nèi)可以自由滑動且不漏氣，其下方用細繩吊著一重物，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將細繩剪斷，從剪斷細繩到系統(tǒng)達到新的平衡狀態(tài)的過程可視為一緩慢過程，在這一過程中氣缸內(nèi) ( )A氣體從外界吸熱B單位體積的氣體分子數(shù)變大C氣體分子平均速率變大D單位時間單位面積器壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)減少

10、B6.揚州市07-08學年度第一學期期末調(diào)研試卷12（2） 12.（2）在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100的空氣, 一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接, 重物和活塞均處于平衡狀態(tài), 這時活塞離缸底的高度為10 cm,如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?, 問:重物是上升還是下降？這時重物將從原處移動多少厘米?(設活塞與氣缸壁間無摩擦) 氣體初態(tài)體積V1=10S cm3, 溫度T1=373 K, 則重物上升高度h=107.4=2.6 cm解:可得h =7.4 cm據(jù)末態(tài)溫度T2=273 K， 體積設為V2=hScm3 (h為活塞到缸底的距離)分析可知缸內(nèi)氣體作等壓變化. 設活塞截面積為S cm2,缸內(nèi)氣體溫度降低

11、, 壓強減小, 故活塞下移, 重物上升.7.上海市徐匯區(qū)07年第一學期期末試卷1010如圖所示，一豎直放置的氣缸由兩個截面積不同的圓柱構成，各有一個活塞且用細桿相連，上、下分別封有兩部分氣體A和B，兩活塞之間是真空，原來活塞恰好靜止，兩部分氣體的溫度相同，現(xiàn)在將兩部分氣體同時緩慢升高相同溫度，則（ ）（A）兩活塞將靜止不動（B）兩活塞將一起向上移動（C）A氣體的壓強改變量比B氣體的壓強改變量大（D）無法比較兩部分氣體的壓強改變量的大小ACBB C8.08年北京市海淀區(qū)一模試卷1414. 如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直立于地面上，絕熱活塞將一定質量的氣體封閉在氣缸中，活塞靜止時處于A位置。現(xiàn)將

12、一重物輕輕地放在活塞上，活塞最終靜止在B位置。若除分子之間相互碰撞以外的作用力可忽略不計，則活塞在B位置時與活塞在A位置時相比較 （ ） A氣體的溫度可能相同 B氣體的內(nèi)能可能相同 C單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)不變 D單位時間內(nèi)氣體分子撞擊單位面積氣缸壁的次數(shù)一定增多圖（甲）A圖（乙）BD10.2008年高考物理上海卷 1313如圖所示, 兩端開口的彎管, 左管插入水銀槽中,右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則 （ ）（A）彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為h（B）若把彎管向上移動少許, 則管內(nèi)氣體體積增大（C）若把彎管向下移動少許，右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升（D）若環(huán)境溫度升高，右管內(nèi)的水銀柱

13、沿管壁上升A C Dh解見下頁環(huán)境溫度升高，封閉氣體體積增大，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升，D對。解析：封閉氣體的壓強等于大氣壓與水銀柱產(chǎn)生壓強之差，故左管內(nèi)外水銀面高度差也為h，A對；彎管上下移動，封閉氣體溫度和壓強不變，體積不變，B錯C對；h11.上海市南匯區(qū)08年第二次模擬考試2121（10分）如圖，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，一個不導熱的活塞將汽缸內(nèi)的氣體分為A、B兩部分，兩部分氣體可以分別通過放在其中的電熱絲加熱。開始時，A氣體的體積是B的一半，A氣體的溫度是17C，B氣體的溫度是27C，活塞靜止。現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體， 使A、B兩部分氣體的溫度都升高10C，在此過程中活塞向哪個方向移動？

14、 某同學是這樣解答的：先設法保持A、B氣體的體積不變，由于兩部分氣體原來的壓強相等，溫度每升高1C，壓強就增加原來的1/273，因此溫度都升高10C，兩邊的壓強還相等，故活塞不移動。 你認為該同學的思路是否正確？如果認為正確，請列出公式加以說明；如果認為不正確，請指出錯誤之處，并確定活塞的移動方向。AB解：該同學思路不正確。在體積不變的情況下，一定質量的理想氣體溫度每升高1C，壓強就增加0C時壓強的1/273，而現(xiàn)在A、B的溫度不同而壓強相等，說明0C時它們的壓強不相等，因此升高相同的溫度后，最后的壓強不等。設想先保持A、B的體積不變, 當溫度分別升高10C時, 對A有同理，對B有由于pApB

15、，所以pApB 故活塞向右移動。12.上海虹口區(qū)07學年度第一學期期終教學檢測20 20、如圖所示，氣缸內(nèi)封閉有一定質量的理想氣體，當時溫度為0，大氣壓為1atm(設其值為105Pa)、氣缸橫截面積為500cm2，活塞重為5000N。則：（1）氣缸內(nèi)氣體壓強為多少？（2）如果開始時內(nèi)部被封閉氣體的總體積為 汽缸上部體積為 ，并且汽缸口有個卡環(huán)可以卡住活塞，使之只能在汽缸內(nèi)運動，所有摩擦不計?，F(xiàn)在使氣缸內(nèi)的氣體加熱至273，求氣缸內(nèi)氣體壓強又為多少？30解：(1)由受力平衡可知：(2)缸內(nèi)氣體先做等壓變化，活塞將運動到卡環(huán)處就不再運動，設此時溫度為T1 ， 有 所以接下來繼續(xù)升溫，氣缸內(nèi)氣體將做

16、等體積變化，設所求壓強為p2，故有 代入可得 3013.上海嘉定區(qū)2007學年上學期調(diào)研1919、（10分）如圖所示，上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置，截面積為40cm2的活塞將一定質量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在氣缸內(nèi)。在氣缸內(nèi)距缸底60cm處設有a、b兩限制裝置，使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在a、b上，缸內(nèi)氣體的壓強為p0（p0=1.0105 Pa為大氣壓強），溫度為300K?，F(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，當溫度為330K，活塞恰好離開a、b;當溫度為360K時, 活塞上升了4cm。求:(1)活塞的質量(2)物體A的體積ba更多課件: 全套09屆課件集(143個課件) 聯(lián)系龐老師設物體A

17、的體積為V，氣體的狀態(tài)參量為：氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2為等容過程：代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得 m=4kg氣體從狀態(tài)2到狀態(tài)3為等壓過程：解：14.上海市靜安區(qū)07-08學年第一學期期末檢測20 20、（12分）一根兩端開口、粗細均勻的長直玻璃管橫截面積為S210-3m2，豎直插入水面足夠寬廣的水中。管中有一個質量為m0.4kg的密閉活塞，封閉一段長度為L066cm的氣體，氣體溫度T0=300K，如圖所示。開始時，活塞處于靜止狀態(tài)，不計活塞與管壁間的摩擦。外界大氣壓強P01.0105Pa，水的密度1.0103kg/m3。試問：（1）開始時封閉氣體的壓強多大？（2）現(xiàn)保持管內(nèi)封閉氣體溫度不變，用豎直向上的力

18、F緩慢地拉動活塞。當活塞上升到某一位置時停止移動,此時F6.0N，則這時管內(nèi)外水面高度差為多少？ 管內(nèi)氣柱長度多大？（3）再將活塞固定住，改變管內(nèi)氣體的溫度，使管內(nèi)外水面相平，此時氣體的溫度是多少？L0（1）當活塞靜止時，（2）當F=6.0N時，有：管內(nèi)外液面的高度差 由玻意耳定律P1L1S=P2L2S解：空氣柱長度L0（3）P3=P0=1.0105Pa L3=68+10=78cm T2=T1氣體溫度變?yōu)?由氣態(tài)方程題目15.鹽城市07/08學年度第一次調(diào)研考試12.2 12-2.（本題供使用選修33教材的考生作答）如圖所示的圓柱形容器內(nèi)用活塞密封一定質量的氣體，已知容器橫截面積為S，活塞重為

19、G，大氣壓強為P0 .若活塞固定，密封氣體溫度升高1,需吸收的熱量為Q1 ； 若活塞不固定，且可無摩擦滑動，仍使密封氣體溫度升高1，需吸收的熱量為Q2 。（1）Q1和Q2哪個大些？氣體在定容下的比熱容與在定壓下的比熱容為什么會不同？（2）求在活塞可自由滑動時，密封氣體溫度升高1，活塞上升的高度h。設密閉氣體溫度升高1,內(nèi)能的增量為U,則有U=Q1 U=Q2+W 對活塞用動能定理得：W內(nèi)+W大氣Gh=0 W大氣=P0Sh W=W內(nèi) 解得：Q2=U+（P0S+G）h Q1 Q2 解：由此可見，質量相等的同種氣體，在定容和定壓兩種不同情況下，盡管溫度變化相同，但吸收的熱量不同，所以同種氣體在定容下的熱比容與在定壓下的熱比容不同 解兩式U=Q1 Q2=U+(P0S+G)h 得：題