2.3 气体的等压变化和等容变化 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第三册

2.3 气体的等压变化和等容变化
基础知识导学
知识点一　气体的等压变化
1．等压变化
一定质量的某种气体，在压强不变时，________随________变化的过程叫作气体的等压变化．
2．盖—吕萨克定律
(1)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________．
(2)公式：V＝________或＝。
(3)适用条件：气体________一定；气体________不变．
(4)图像：一定质量的气体，其等压线是一条过坐标原点的________．不同等压线的斜率不同．斜率越小，压强________，如图所示，p2________(填“>”或“<”)p1.
答案：1.体积　温度
2．(1)正比　(2)CT　(3)质量　压强　(4)倾斜直线　越大　>
知识点二　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________变化的过程叫作气体的等容变化．
2．查理定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成________．
(2)公式：p＝________或＝.
(3)图像：如图所示．
①p T图像中的等容线是一条____________________．
②p t图像中的等容线不过原点，但反向延长线交t轴于________。
(4)适用条件：气体的________一定，气体的________不变．
答案：1.压强　温度
2．(1)正比　(2)CT　(3)过原点的倾斜直线　－273.15 ℃　(4)质量　体积
知识点三　理想气体
1．理想气体
在任何温度、任何压强下都遵从_____________的气体．
2．理想气体与实际气体
在________不低于零下几十摄氏度、________不超过大气压的几倍的条件下，把实际气体看成理想气体来处理．
答案：1.气体实验定律
2．温度　压强
知识点四　气体实验定律的微观解释
用分子动理论可以定性解释气体的实验定律．
1．玻意耳定律
一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是________的．在这种情况下，体积减小时，分子的数密度________，单位时间内，单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就________．这就是玻意耳定律的微观解释．
2．盖—吕萨克定律
一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的________增大；只有气体的________同时增大，使分子的数密度________，才能保持压强不变．这就是盖—吕萨克定律的微观解释．
3．查理定律
一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度________．在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能________，气体的压强就________．这就是查理定律的微观解释．
答案：1.一定　增大　增大
2．平均动能　体积　减小
3．保持不变　增大　增大
基础小题试练
1.如图所示，一定质量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b。在此过程中，其压强( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.始终不变 D.先增大后减小
2.如图，是一定质量的某种气体状态变化的p-V图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均动能的变化情况是( )
A.一直保持不变 B.一直增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小
3.如图所示，容器中盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管连通，管内有一段水银柱将两种气体隔开。当氢气的温度为10℃、氧气的温度为30℃时，水银柱保持静止。当两气体均减少5℃时，水银柱将怎样移动( )
A.向B方移动 B.向A方移动 C.静止不动 D.无法判断
4.湖底温度为，有一球形气泡从湖底升到水面（气体质量恒定）时，其直径扩大为原来的2倍。已知水面温度为，大气压强，湖水的密度为，则湖水深度约为( )
A. B. C. D.
5.根据热力学定律，下列说法正确的是( )
A.气体被缓慢压缩时，内能可能不变
B.对能源的过渡消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”
C.一定质量的理想气体，在压强减小、体积增大时，一定从外界吸收热量
D.一定质量的理想气体，在温度降低、体积增大时，一定从外界吸收热量
答案以及解析
1.答案：A
解析：由理想气体状态方程恒量，沿直线从a到b，V逐渐减
小，T逐渐增大，所以p逐渐增大。
2.答案：D
解析：根据，可知C不变，pV越大，T越高。状态在（5,5）处温度最高，在A和B状态时，pV乘积相等，说明在AB处的温度相等，所以从A到B的过程中，温度先升高，后又减小到初始温度，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中，气体分子的平均动能先增大后减小，故选D。
3.答案：B
解析：氢气和氧气的初始压强相同，设为。假设水银不动，由查理定律
可得，氢气变化的压强为
氧气变化的压强为
可知
由于两气体温度均是降低，则压强都降低，即氢气减小的压强大于氧气减小的压强，所以氧气的压强大于氢气的压强，故水银柱将向容器A移动。
故选B。
4.答案：B
解析：设湖水深为h，以气泡内气体为研究对像初状态，，末状态，，根据理想气体方程可得故选B。
5.答案：A
解析：由热力学第一定律知，改变内能的方法有热传递和做功，缺失了热传递情况无法判断内能变化情况，内能可以增大可以减少可以不变，故A选项正确。能源有可利用能源和不可利用能源之分，总能量保持不变，我们应该节约使用的是可利用能源，故B选项错误。由理想气体状态方程知，对一定质量的理想气体C值保持不变，P减小、V增大时，T的变化情况未知，故热力学第一定律中的正负未知，气体体积增大，则W为负，故Q的正负未知，气体吸热放热情况未知，故C选项错误。对一定质量的理想气体，T减小时为负值，气体体积增大，则W为负值，热力学第一定律中Q的正负未知，气体吸热放热情况未知，故D选项错误。