物理（人教版選修3-3）課件第8章第2節(jié)氣體的等容變化和等壓變化

第八章氣體第二節(jié)氣體的等容變化和等壓變化一、氣體的等容變化1．等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體在體積不變時(shí)，_____隨______的變化．壓強(qiáng)溫度正比

－273.15℃原點(diǎn)二、氣體的等壓變化1．等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，__________隨_______________的變化．體積熱力學(xué)溫度正比

原點(diǎn)－273.15℃一、查理定律與蓋—呂薩克定律的比較二、應(yīng)用查理定律和蓋—呂薩克定律解題的步驟1．明確研究對(duì)象，即研究哪部分氣體．2．分析被研究氣體在狀態(tài)變化時(shí)是否符合定律的條件，是否是質(zhì)量和體積保持不變或是否質(zhì)量和壓強(qiáng)保持不變．3．確定初、末兩狀態(tài)的溫度、壓強(qiáng)或溫度、體積．4．按查理定律(或蓋—呂薩克定律)列式求解．5．分析檢驗(yàn)求解結(jié)果．三、液柱移動(dòng)問題分析方法如圖所示，兩端封閉粗細(xì)均勻豎直放置的玻璃管內(nèi)，有一長(zhǎng)為h的水銀柱，將管內(nèi)氣體分為兩部分．已知l2＝2l1，若使兩部分氣體同時(shí)升高相同的溫度，管內(nèi)水銀柱將如何移動(dòng)？(設(shè)原來溫度相同)下面通過幾種常用方法對(duì)此問題加以分析：1．假設(shè)法應(yīng)用假設(shè)法分析液柱移動(dòng)問題的基本思路是：當(dāng)氣體的狀態(tài)參量發(fā)生變化而使液體可能發(fā)生移動(dòng)時(shí)，先假設(shè)其中一個(gè)參量(一般設(shè)為體積)不變(即假設(shè)水銀柱不移動(dòng))；以此為前提，再運(yùn)用相關(guān)的氣體定律(如查理定律)進(jìn)行分析討論，看討論結(jié)果是否與假設(shè)相符．若相符，則原假設(shè)成立；若討論結(jié)果與假設(shè)相矛盾，說明原假設(shè)不成立，從而也就推出了正確的結(jié)論．分析的關(guān)鍵在于合理選擇研究對(duì)象，正確進(jìn)行受力分析，然后通過比較作出判定．水銀柱原來處于平衡狀態(tài)，所受合外力為零，即此時(shí)兩部分氣體的壓強(qiáng)差Δp＝p1－p2＝h，溫度升高后，兩部分氣體的壓強(qiáng)都增大，若Δp1＞Δp2，水銀柱所受合外力方向向上，應(yīng)向上移動(dòng)；若Δp1＜Δp2，水銀柱向下移動(dòng)；若Δp1＝Δp2，水銀柱不動(dòng)．所以判斷水銀柱怎樣移動(dòng)，就是分析其合力方向怎樣，即判斷兩部分氣體的壓強(qiáng)哪一個(gè)增大得多．2．圖象法在同一pT坐標(biāo)系中畫出兩段氣柱的等容線，如圖所示，在溫度相同時(shí)p1＞p2，上段氣柱等容線的斜率較大，當(dāng)兩氣柱升高相同的溫度ΔT時(shí)，其壓強(qiáng)的增量Δp1＞Δp2，水銀柱上移．3．極限法由于p2較小，設(shè)想p2＝0，上部為真空，升溫時(shí)p1增大，水銀柱上移．一、氣體的等容變化答案：AD

要熟練掌握并靈活應(yīng)用查理定律的各種表達(dá)形式．查理定律的另一種表述便是：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度每升高(降低)1℃，增加(減小)的壓強(qiáng)等于氣體在0℃時(shí)壓強(qiáng)的1/273.1.一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度由0℃升高到10℃時(shí)，其壓強(qiáng)的增量為Δp1，當(dāng)它由100℃升高到110℃時(shí)，其壓強(qiáng)的增量為Δp2，則Δp1與Δp2之比是______.答案：1∶1

如圖所示，汽缸A中封閉有一定質(zhì)量的汽體，活塞B與A的接觸是光滑的且不漏汽，B上放一重物C，B與C的總重量為G，大氣壓為p0.當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度是20℃時(shí)，活塞與汽缸底部距離為h1；當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度是100℃時(shí)，活塞與汽缸底部的距離是多少？二、氣體的等壓變化答案：1.3h1

應(yīng)用蓋—呂薩克定律解決問題時(shí)，首先明確研究對(duì)象，其次分析氣體是否質(zhì)量一定且壓強(qiáng)不變，然后確定氣體的各個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量，根據(jù)規(guī)律列方程求解．要注意溫度值一定要換算成熱力學(xué)溫度值．2.如圖所示為一簡(jiǎn)易火災(zāi)報(bào)警裝置．其原理是：豎直放置的試管中裝有水銀，當(dāng)溫度升高時(shí)，水銀柱上升，使電路導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警的響聲，27℃時(shí)，空氣柱長(zhǎng)度L1為20cm，水銀上表面與導(dǎo)線下端的距離L2為10cm，管內(nèi)水銀柱的高度h為8cm，大氣壓強(qiáng)為75cm水銀柱高．當(dāng)溫度達(dá)到多少攝氏度時(shí)，報(bào)警器會(huì)報(bào)警？答案：177℃三、氣體的圖象問題答案：(1)200K

(2)見解析

對(duì)圖象的轉(zhuǎn)換問題，關(guān)鍵是通過原來圖象確定氣體的狀態(tài)及狀態(tài)變化，利用所學(xué)定律求解相關(guān)的狀態(tài)參量．3.如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體的三種升溫過程，那么，以下四種解釋中正確的是(

)A．a(chǎn)→d的過程氣體體積增加B．b→d的過程氣體體積增加C．c→d的過程氣體體積增加D．a(chǎn)→d的過程氣體體積減小解析：因?yàn)樵趐t圖中，圖線的斜率與體積成反比，所以a→d的過程氣體體積增加，A項(xiàng)對(duì)，D項(xiàng)錯(cuò)；b→d的過程氣體體積不變，B項(xiàng)錯(cuò)；c→d的過程氣體體積減小，C項(xiàng)錯(cuò)．答案：A

如圖所示，兩端封閉粗細(xì)均勻、豎直放置的玻璃管內(nèi)有一段長(zhǎng)為h的水銀柱，將管內(nèi)氣體分為兩部分．已知l2＝2l1，若使兩部分氣體同時(shí)升高相同的溫度，管內(nèi)水銀柱將如何運(yùn)動(dòng)？(設(shè)原來溫度相同)四、液柱移動(dòng)問題解析：先假設(shè)管內(nèi)水銀柱相對(duì)玻璃管不動(dòng)，即兩段空氣柱體積不變，用查理定律求得兩氣柱壓強(qiáng)增量Δp1和Δp2，進(jìn)而比較壓強(qiáng)增量的大?。祟}采用假設(shè)法，可從兩個(gè)方面來解：(2)利用圖象：首先在同一pT圖線上畫出兩段氣柱的等容圖線，如圖所示．由于兩氣柱在相同溫度T1下壓強(qiáng)不同，所以它們等容線的斜率也不同，氣柱l1的壓強(qiáng)較大，等容線的斜率也較大．從圖中可以看出，當(dāng)兩氣柱升高相同溫度ΔT時(shí)，其壓強(qiáng)的增量Δp1>Δp2，所以水銀柱向上移動(dòng)．答案：水銀柱向上移動(dòng)

此類問題的特點(diǎn)是：氣體的狀態(tài)參量p、V、T都發(fā)生了變化，直接判斷液柱或活塞的移動(dòng)方向比較困難，通常先進(jìn)行氣體狀態(tài)的假設(shè)，然后應(yīng)用查理定律可以簡(jiǎn)單地求解，若Δp1＝Δp2，水銀柱不會(huì)移動(dòng)；若Δp1>Δp2，水銀柱向上移動(dòng)；若Δp1<Δp2，水銀柱向下移動(dòng)．(注意：若降溫時(shí)，當(dāng)Δp1>Δp2，即p1比p2減小得快時(shí)，水銀柱向下移動(dòng)；當(dāng)Δp1<Δp2，即p2比p1減小得快時(shí)，水銀柱向上移動(dòng))．

4.如圖所示，A、B兩容器容積相等，用粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管相連，兩容器內(nèi)裝有不同氣體，細(xì)管中央