(共35张PPT)
第二章 气体、液体和固体
学 习 目 标 物 理 与 STSE
1．知道什么是等容变化，理解查理定律的内容和公式．(重点)
2．掌握等容变化的p-T图线、物理意义并会应用．
(重点、难点)
3．知道什么是等压变化，理解盖吕萨克定律的内容和公式．(重点)
4．掌握等压变化的V-T图线、物理意义并会应用(重点、难点)
物理观念 1．在p一定时，V与T成正比，而不是V与t.
2．在V一定时，p与T成反比而不是p与t
不同点 图像
纵坐标 压强p 体积V
斜率
意义 体积的倒数，斜率越大，体积越小，V4
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
B
90
8
B
90
8
B
273.15T/K
图甲
图乙
P
O
O
B
O
t/℃
2730
H
V2
O
T
B
O
O
A
图甲
图乙
等容变化
等压变化
查理定律」[b=T图像盖一昌萨克
图像INCLUDEPICTURE"分级训练.tif" INCLUDEPICTURE "F:\\粤教物理选择性必修3\\分级训练.tif" \* MERGEFORMATINET
A级 合格达标
1．注射器中封闭着一定质量的气体，现在缓慢压下活塞，下列物理量不发生变化的是( )
A．气体的压强
B．气体分子的平均速率
C．单位体积内的分子数
D．气体的密度
解析：缓慢压下活塞意味着密闭气体是等温压缩，故分子的平均速率及分子的平均动能不变，气体的总质量不变，体积减小，单位体积内的分子数和气体的密度都增加，由气体压强的微观意义可知，注射器中密闭气体的压强增大．
答案：B
2．(多选)一定质量的气体在等压变化中体积增大了，若气体原来温度是27 ℃，则温度的变化是( )
A．升高到450 K B．升高了150 ℃
C．升高到40.5 ℃ D．升高了450 ℃
解析：由＝得＝，则T2＝450 K，Δt＝(450－300) ℃＝150 ℃.
答案：AB
3．一定质量的气体被一绝热气缸的活塞封在气缸内，气体的压强为p0，如果外界突然用力压活塞，使气体的体积缩小为原来的一半，则此时压强的大小为( )
A．p<2p0
B．p＝2p0
C．p>2p0
D．各种可能均有，无法判断
解析：外界突然用力压活塞，使气体的体积瞬间减小，表明该过程中气体和外界没有热交换，所以气体的内能将会变大，相应气体的温度会升高，若温度不变时，p＝2p0，因为温度变高，压强增大，则p>2p0，故选项C正确．
答案：C
4．如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V-T 图像，由图像可知( )
A．pA>pB B．pCC．VA解析：由V-T图像可以看出由A→B是等容过程，TB>TA，故pB>pA，A、C错误，D正确；由B→C为等压过程pB＝pC，故B错误．
答案：D
5．如图所示的四个图像中，有一个是表示一定质量的某种气体从状态a等压膨胀到状态b的过程，这个图像是( )
解析：A项中由状态a到状态b为等容变化，A错误；B项中由状态a到状态b为等压压缩，B错误；C项中由状态a到状态b为等压膨胀，C正确；D项中由状态a到状态b，压强增大，体积增大，D错误．
答案：C
6．一水银气压计中混进了空气，因而在27 ℃，外界大气压为758 mmHg时，这个水银气压计的读数为738 mmHg，此时管中水银面距管顶80 mm，当温度降至－3 ℃时，这个气压计的读数为743 mm Hg.求此时的实际大气压值．
解析：初状态：p1＝(758－738) mmHg＝20 mmHg，
V1＝80S mm3(S是管的横截面积)，
T1＝(273＋27)K＝300 K.
末状态：p2＝p－743 mmHg，
V2＝(738＋80)S mm3－743S mm3＝75S mm3，
T2＝273 K＋(－3) K＝270 K.
根据理想气体的状态方程＝，得
＝.
解得：p＝762.2 mmHg.
答案：762.2 mmHg
B级 等级提升
7.(多选)一定质量的气体的状态经历了如图所示的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( )
A．ab过程中不断增加 B．bc过程中保持不变
C．cd过程中不断增加 D．da过程中保持不变
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答案：AB
8.(多选)如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变大的原因是( )
A．环境温度升高
B．大气压强升高
C．沿管壁向右管内加水银
D．U形玻璃管自由下落
解析：对左管被封气体：p＝p0＋ph，由＝k，可知当温度T升高，大气压p0不变时，h增加，故A正确；大气压升高，h减小，B错误；向右管加水银时，由温度T不变，p0不变，V变小，p增大，即h变大，C正确；U形管自由下落，水银完全失重，气体体积增加，h变大，D正确．
答案：ACD
9．如图甲所示，竖直放置的气缸内壁光滑，活塞厚度与质量均不计，在B处设有限制装置，使活塞只能在B以上运动，B以下气缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.2 V0.开始时活塞在A处，温度为87 ℃，大气压强为p0，现缓慢降低气缸内气体的温度，直至活塞移动到A、B的正中间，然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，然后再缓慢降低气缸内气体的温度，直到－3 ℃.求：
(1)活塞刚到达B处时的温度TB；
(2)缸内气体最后的压强p；
(3)在图乙中画出整个过程的p-V图线．
解析：(1)先是等压过程：＝，TB＝330 K.
(2)再是等温过程：p0×1.1V0＝p1×V0，
p1＝1.1p0，再等容过程：＝，p＝0.9p0.
(3)整个过程的p-V图线如图所示．
答案：(1)330 K (2)0.9p0 (3)见解析
10．如图所示，两端开口的气缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动．面积分别为S1＝20 cm2，S2＝10 cm2，它们之间用一根细杆连接，B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M＝2 kg的重物C连接，静止时气缸中的气体温度T1＝600 K，气缸两部分的气柱长均为L，已知大气压强p0＝1×105 Pa，g取10 m/s2.
(1)活塞静止时，求气缸内气体的压强；
(2)若降低气缸内气体的温度，当活塞A缓慢向右移动L时，求气缸内气体的温度．
解析：(1)设静止时气缸内气体压强为p1，活塞受力平衡：p1S1＋p0S2＝p0S1＋p1S2＋Mg，
代入数据解得：压强p1＝1.2×105 Pa.
(2)由活塞A受力平衡可知缸内气体压强没有变化，
初状态：V1＝S1L＋S2L，T1＝600 K.
末状态：V2＝＋ T2＝？
由盖吕萨克定律得：＝，
代入数据解得：T2＝500 K.
答案：(1)1.2×105 Pa (2)500 K
11．一粗细均匀的U形管ABCD的A端封闭，D端与大气相通，用水银将一定质量的理想气体封闭在U形管的AB一侧，并将两端向下竖直放置，如图所示．此时AB侧的气体柱长度l1＝25 cm.管中AB、CD两侧的水银面高度差h1＝5 cm.现将U形管缓慢旋转180°，使A、D两端在上，在转动过程中没有水银漏出．已知大气压强p0＝76 cm Hg. 求旋转后，AB、CD两侧的水银面高度差．
解析：对封闭气体研究，初状态时，压强为：p1＝p0＋h1＝(76＋
5) cmHg＝81 cmHg，
体积为：V1＝l1S＝25S.
设旋转后，气体长度增加Δx，则高度差变为(5－2Δx)cm，此时气体的压强为：
p2＝p0－(5－2Δx)＝(71＋2Δx)cmHg，
体积为：V2＝(25＋Δx)S，
根据玻意耳定律得：p1V1＝p2V2，
即81×25＝(71＋2Δx)(25＋Δx)，
解得：Δx＝2 cm，
根据几何关系知，AB、CD两侧的水银面高度差为：
Δh＝5－2Δx＝1 cm.
答案：1 cm
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