2.3气体的等容变化和等压变化（共20张ppt）

(共20张PPT)
2.3气体的等容变化
和等压变化
0
p/V
T
A
B
273.15
1.掌握查理定律和盖—吕萨克定律的内容、表达式及适用条件.
2.理解p－T图象与V－T图象的物理意义.
3.熟练掌握查理定律和盖—吕萨克定律，并能灵活运用其解决实际问题.
学习目标
前情回顾
一、气体的状态参量：P、V、T
二、玻意耳定律： PV=C P1V1=P2V2
三、等温变化的图像：
p
1/V
p
V
一、气体的等容变化
一定质量的气体，在体积不变的条件下其压强与温度变化的关系，叫做气体的等容变化。
体积不变时，气体的压强和温度之间有什么关系？
正 比？
想一想：
问题：一定质量的气体，在体积不变的条件下其压强与温度变化的关系
注射器内一定质量的气体.
压强
温度
将注射器浸在水中，通过改变水
的温度从而改变注射器内气体温度
1、如何选取研究对象？
2、如何测量需要的物理量？
3、怎样改变气体的温度？
用压强传感器测量
用温度传感器测量
0
p
t/0C
A
B
甲
一、气体的等容变化--实验数据处理
结论：一定质量的气体，在体积不变时，压强p和热力学温度T成正比
0
乙
p
T/K
A
B
273.15
T=t+273.15℃
内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，
它的压强P与 热力学温度T 成正比。（ p T ）
　　　　　　　或
2. 公式表述：
这里的C和玻意耳定律表达式中的C都泛指比例常数，它们并不相等。
3. 适用范围：①温度不太低，压强不太大
②气体的质量和体积都不变。
一、气体的等容变化--查理定律
T=t+273.15℃
0
p
T/K
A
B
273.15
(1)p－T图象：在等容变化过程中，气体的压强p和热力学温度T的图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，
(2)p－t图象：在等容变化过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，如图乙所示，且斜率越小，体积越大.
p-T图像上过原点的斜线即为等容线。
且V1气体的体积V1与V2哪个大？
(3)p-T图像与p-t图像斜率相等， =
一、气体的等容变化p-T图像和p-t图像
V1
p1
p2
如图 ，某种气体在状态 A 时压强为 2×105 Pa，体积为 1 m3，温度为200 K。
(1) 它在等温过程中由状态 A 变为状态 B，状态 B 的体积为 2 m3。求状态 B 的压强。(2) 随后，又由状态 B 在等容过程中变为状态 C，状态 C 的温度为 300 K。求状态 C 的压强。
【例1】　
解（1）气体由状态A变为状态B的过程遵从玻意耳定律。由 pAVA=pBVB得状态B的压强
PB = = Pa = 105Pa
（2）气体由状态B变为状态C的过程遵从查理定律。
由 ＝得状态C的压强
PC = = Pa = 1.5×105Pa
【练一练】　
在标准大气压下对B管进行温度标度(1标准大气压相当于76 cm水银柱的压强)．已知当温度t＝27 ℃时的刻度线在x＝16 cm处，问t＝0 ℃的刻度线在x为多少厘米处？
有人设计了一种测温装置，其结构如图所示．玻璃泡A内封有一定量气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出．设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计．
E
F
由查理定律：＝得：p2＝54.6 cmHg
所以t＝0 ℃时水银面高度，即刻度线的位置是：
x0＝(76－54.6)cm＝21.4 cm.
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，其压强的增加量为Δp1，当它由100 ℃升高到110 ℃时，其压强的增加量为Δp2，则Δp1与Δp2之比是(　　)
A．10∶1　　　　　　 B．373∶273
C．1∶1 D．383∶283
C
【练一练】　
二、气体的等压变化
一定质量的气体，在压强不变的条件下其体积与温度变化的关系，叫做气体的等压变化。
气体受热膨胀——温度升高，体积增大
正 相关
内容:一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积V与热力学温度T成正比.
　　　　　　　或
2. 公式表述：
3. 适用范围：①温度不太低，压强不太大
②气体的质量和压强都不变。
这里的C和玻意耳定律查理定律表达式中的C都泛指比例常数，它们并不相等。
二、气体的等压变化—盖-吕萨克定律
0
V
T/K
A
B
273.15
T=t+273.15℃
(2)V－t图象：在等压变化过程中，体积V与摄氏温度t是一次函数关系，如图乙所示，且斜率越小，压强越大。
(1)V－T图象：在等压变化过程中，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，
V-T图像上过原点的斜线即为等压线。
且p1二、气体的等压变化：V-T图像和V-t图像
(3)V-T图像与V-t图像斜率相等， =
p1
V1
V2
【例2】如图所 示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0(p0＝1.0×105 Pa为大气压强)，温度为300 K．现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330 K，活塞恰好离开a、b；当温度为360 K时，活塞上升了4 cm.
g取10 m/s2 求：(1)活塞的质量； (2)物体A的体积．
1、确定研究对象，即被封闭的气体．
2、分析研究对象在状态变化时是否：质量一定，体积/压强不变．
3、确定初、末两个状态的压强/体积、温度（不是热力学温度先转化为热力学温度）．
4、根据查理定律/盖-吕萨克定律列式求解．
利用查理定律和盖-吕萨克定律的解题思路
不 同 点 图象
纵坐标 压强p 体积V
斜线意义 同一条线上，体积相等 同一条线上，压强相等
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
三、p-T图像和V-T图像比较
【例3】.如图甲所示是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象。已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。
(1)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中TA的温度值。
(2)请在图乙坐标系中，画出由状态A经过状态B变为状态C的p－T的图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C。
A
B
C
（1）A→B为等压过程，
VA=0.4m3VB=0.6m3
TA=？ TB=300K
= 解得：TA=200K
（2）B→C为等容过程，
pB=1.5×105Pa pC=
TB=300K TC=300K = 解得：pC=2×105Pa
内容:一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积V与热力学温度T成正比.
　　　　　　　或
2. 数学表达式：
二、气体的等压变化—盖-吕萨克定律
0
V
T/K
A
B
273.15
内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，
它的压强P与 热力学温度T成正比。
一、气体的等容变化--查理定律
0
p
T/K
A
B
273.15
　　　　　　　或
2. 数学表达式：
小结
感谢聆听！