人教版高中物理选修3-3 8.2 气体的等容变化和等压变化（课件）（共56张PPT）
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| 名称 | 人教版高中物理选修3-3 8.2 气体的等容变化和等压变化（课件）（共56张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-06-24 12:03:40 | ||
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文档简介
课件56张PPT。 由上一节可知气体的压强、体积、温度三个状态参量之间存在一定的关系。引入： 通过用手堵住注射器的口感受压缩越来越困难知道在温度不变时压强与体积有一定的关系，并通过实验得出压强与体积之间的等温变化规律 本节我们研究另外两种特殊情况：一定质量的气体，在体积不变的条件下其压强与温度变化时的关系及压强不变的条件下其体积和温度的变化关系。知道高压锅做饭的原理吗？第八章 气体第二节 气体的等容变化和 等压变化——查理定律、盖·吕萨克定律1. 知识与能力了解等容变化过程，知道查理定律的内容和公式。知道等压变化过程，知道盖-吕萨克定律的内容和公式。了解等压变化的V-T图线及其物理意义。了解等容变化的P-T图线及其物理意义。2 . 情感态度与价值观培养从图像获取信息的能力，形成科学的思想观。理解并掌握气体的等容和等压变化，学会用图像处理问题。掌握P-T、V-T图像及它们的物理意义。 带着下面问题仔细阅读课文包括插图、扉页脚批、思考与讨论及课后问题与练习、科学漫步等，思考后回答问题： 1、什么是等容变化？什么是等压变化？
2、等容变化的规律是谁通过什么方式发现的？规律是什么？
3、热力学温标的建立及零点的物理意义是什么？
4、查理定律的内容、公式及图像分别是什么？
5、等压变化的规律用摄氏温度如何来表述？
6、是从分子动理论的观点解释等容这一宏观变化的微观原因。
7、等压变化的规律是谁通过什么方式发现的？
8、盖-吕萨克定律的内容、公式及图像分别是什么？
9、等压变化的规律用摄氏温度如何来表述？
10、 6、是从分子动理论的观点解释等压这一宏观变化的微观原因。一、气体的等容变化 1、等容变化：一定质量的气体在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化。2．查理定律：一定质量的某种气体，当体积不变时，各种气体的压强p与温度之间都有线性关系，如图所示，我们把它叫做查理定律．注：B点纵坐标是0摄氏度的压强，并非大气压。3．热力学温标的建立：建立背景：由查理定律中压强p与与摄氏温度t的变化关系图甲可以看出，在等容过程中，压强跟摄氏温度是一次函数关系，而不是简单的正比例关系。 如果把该图的AB直线延长至与横轴相交，把交点当做坐标原点，建立新的坐标系（图乙）此时压强与温度的关系就是正比例关系了。图乙坐标原点的意义“气体压强为零时其温度为零”，由此可见，为了使一定质量的气体在体积不变的情况下，压强与体积成正比，只需要建立一种新的温标就可以了。 在现实中通过对大量的“压强不太大（相对标准大气压），温度不太低（相对于室温）”的各种不同气体做等容变化的实验数据可以证明“一定质量的气体压在强不太大，温度不太低时，坐标原点代表的温度就是热力学温度的零度，这就是热力学温度零点的物理意义。由此可见：热力学的零点就规定为气体压强为零的温度。 在建立热力学温标之前，人们已经建立了华氏、摄氏温标，但这些温标都是与测温物质的热学性质有关，当采用不同的测温物质去测量同一温度时会产生一定差异，这种差异是不能克服的。而由热力学温标的建立可知：热力学温度是在摄氏温度的基础上建立起来的，零点的确定与测温物质无关，因此热力学温标是一种更为简便科学的理论的温标，它的零度不可能达到。又叫绝对零度。4、查理定律的热力学温标描述：——查理定律：（1）．查理定律：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成正比。（2）．表达式： 注：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。这里的C与气体的种类、质量和压强有关。 （3）．图像表述——等容线 等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系p－T在直角坐标系中的图象叫做等容线． 图像特点：①在P-T图线中，一定质量某种气体的等容线是一条反向延长线通过坐标原点的直线。③通过控制变量法，做出垂直于温度的等温线，如图所示。根据等温规律知质量相同的同种气体，压强大的体积小，可得 V2②在p/T=C中的C与气体的种类、质量、体积有关．
注意：p与热力学温度T成正比，不与摄氏温度成正比，但压强的变化?p与摄氏温度?t的变化成正比．
一定质量的气体在等容时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的．
③解题时前后两状态压强的单位要相同，温度必须取国际单位制单位开尔文（K）（5）注意事项：5、查理定律的摄氏温标描述： 对比查理定律分别以热力学温标和摄氏温标为温度单位的等容线，根据以摄氏温标为温度单位的等容线的特点，描述出查理定律的摄氏温标描述 不同点：摄氏温度的00C时的压强不是0，而热力学温标的0k时的压强为0Pa，这个0Pa可以看作由摄氏0度的压强值降低了273度后而得到的。这样查理定律可叙述为：摄氏温标描述：（1）.文字描述：一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低） 1℃，增加（或减少）的压强等于它0℃时压强的1/273．（2）．表达式：其中pt是温度为t时的压强，p0是0 ℃时的压强．（3）．图像： 一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（n）也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平均速率（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小。7、应用①汽车、拖拉机里的内燃机，就是利用气体温度急剧升高后压强增大的原理，推动气缸内的活塞做功．
②打足了气的车胎在阳光下曝晒会胀破
③水瓶塞子会迸出来．二气体的等压变化 1、等压变化：一定质量的某种气体，在压强保持不变时, 体积随温度的变化叫做等压变化。2、盖·吕萨克定律：（1）文字描述：一定质量的某种气体,在压强p不变的情况下, 其体积V与热力学温度T成正比.（2）公式：V=CT或 注：这里的C与气体的种类、质量和体积有关。 （3）图像表述——等压线 等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V跟热力学温度T的正比关系V－T在直角坐标系中的图象叫做等压线．①一定质量气体的等压线的V－T图象，是一条反向延长线经过坐标原点的直线，其斜率反映压强大小．③通过控制变量法做垂直于横轴的等温线，如图所示，根据等温规律对质量相同的同种气体 体积大的压强小可得p2②在 V/Ｔ=C 中的C与气体的种类、质量、压强有关．
注意： V正比于T而不正比于t，但 ?V??t
③ 一定质量的气体发生等压变化时，升高（或降低）相同的温度，增加（或减小）的体积是相同的．
④温度单位必须转化成热力学温度的单位；解题时前后两状态的体积单位要统一．（5）注意事项：6.盖·吕萨克定律也同样有摄氏温标描述．（1）文字：一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度每升高（或降低） 1℃，增加（或减少）的体积等于它0℃时体积的1/273． 一定质量（m）的理想气体的总分子数（N)是一定的，要保持压强（p）不变，当温度（T）升高时，全体分子运动的平均速率V会增加，那么单位体积内的分子数（n）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小。例1、一定质量的氢气在00C时的压强为9 ×104Pa，保持氢气体积不变，它在300C时的压强多大？分析：选一定质量的氢气为研究对象，状态变化是气体的等容变化，应用查理定律解题，须特注的是在应用查理定律解题，确定气体变化的初、末状态时要注意将温度的单位转换成热力学温度。本例提醒特注：在应用查理定律和盖·吕萨克定律解题前，确定气体变化的初、末状态时一定要将温度的单位转换成热力学温度。例题2、某种气体在状态Ａ时压强2×105Pa,体积为1m3,温度为200K。(1)它在等温过程中由状态A变为状态B,状态B 的体积为2m3,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300K,求状态C 的压强.－27301. 由查理定律可知，一定质量的理想气体在体积不变时，它的压强随温度变化关系如图中实线表示。把这个结论进行合理外推，便可得出图中t0＝ ℃；如果温度能降低到t0，那么气体的压强将减小到 Pa。2．一定质量的理想气体在等容变化过程中测得，气体在0℃时的压强为P0， 10℃时的压强为P10，则气体在11℃时的压强在下述各表达式中正确的是 ( )A.C.D.B.A D2.（2）因为所以，1.（2008年上海） 如图所示, 两端开口的弯管, 左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则（ ）
（A）弯管左管内外水银面的高度差为h
（B）若把弯管向上移动少许, 则管内气体体积增大
（C）若把弯管向下移动少许，
右管内的水银柱沿管壁上升
（D）若环境温度升高，右管内
的水银柱沿管壁上升 封闭在弯管里面气体的压强处处相等，按右边计算为p=p0+ph,按左边计算p=p0+px，两次计算气体压强相等，故左管内外水银面高度差x也为h，A对；弯管上下移动，根据按右边计算压强的方程可知：封闭气体压强不变，再加上温度不变，则体积一定也不变，故B错C对；环境温度升高，封闭气体体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升，D对。ACD 解析 2.（2008年上海） 汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升。已知某型号轮胎能在－40?C-90?C正常工作, 为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5 atm，最低胎压不低于1.6 atm，那么, 在t＝20?C时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适（设轮胎的体积不变）解析由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化。设在T0＝293K充气后的最小胎压为Pmin，最大胎压为Pmax。依题意，当T1＝233K时胎压为
P1＝1.6atm。根据查理定律解得：Pmin＝2.01atm当T2＝363K是胎压为P2＝3.5atm。根据查理定律解得：Pmax＝2.83atm3.（2008年上海） 温度计是生活、生产中常用的测温装置。右图为一个简单温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范围为20℃～80℃，A、D间刻度均匀分布。由图可知，A、D及有色水柱下端所示的温度分别是 （ ）
A．20℃、80℃、64℃
B．20℃、80℃、68℃
C．80℃、20℃、32℃
D．80℃、20℃、34℃C解析温度升高，容器内气体的体积增大， A点温度高，
可见A、D点温度分别为80℃、20℃，设D点下容器的体积为V0, 一小格玻璃管的体积为h。由查理定律解得 t=32℃5.在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气, 一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接, 重物和活塞均处于平衡状态, 这时活塞离缸底的高度为10 cm,如果缸内空气变为0℃, 问:
①重物是上升还是下降？
②这时重物将从原处移动多少厘米?
(设活塞与气缸壁间无摩擦) ①缸内气体温度降低, 压强减小, 故活塞下移, 重物上升.②分析可知缸内气体作等压变化. 设活塞截面积为S cm2,气体初态体积V1=10S cm3, 温度T1=373 K, 末态温度T2=273 K， 体积设为V2=hScm3
(h为活塞到缸底的距离)据可得h =7.4 cm 则重物上升高度Δh=10－7.4=2.6 cm答案 6 . 如图，水平放置的汽缸内壁光滑，一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分，两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热。开始时，A气体的体积是B的一半，A气体的温度是17oC，B气体的温度是27oC，活塞静止。现缓慢加热汽缸内气体， 使A、B两部分气体的温度都升高10oC，在此过程中活塞向哪个方向移动？答案设想先保持A、B的体积不变, 当温度分别升高10oC时, 对A有同理，对B有由于pA＝pB， 所以pA'＞pB' 故活塞向右移动。15．一定质量的理想气体在等容变化过程中测得，气体在0℃时的压强为P0， 10℃时的压强为P10，则气体在21℃时的压强在下述各表达式中正确的是 ( )A DA . 两次管中气体压强相等
B . T1时管中气体压强小于T2时管中气体压强
C . T1D . T1>T25、如图所示，A端封闭有气体的U形玻璃管倒插入水银槽中，当温度为T1时，管中水银面处在M处，温度为T2时，管中水银面处在N处，且M、N位于同一高度，若大气压强不变，则：（ ）A D17．如图所示，导热性能良好的气缸开口向下，缸内用一活塞封闭一定质量的气体，活塞在气缸内可以自由滑动且不漏气，其下方用细绳吊着一重物，系统处于平衡状态。现将细绳剪断，从剪断细绳到系统达到新的平衡状态的过程可视为一缓慢过程，在这一过程中气缸内 ( )
A．气体从外界吸热
B．单位体积的气体分子数变大
C．气体分子平均速率变大
D．单位时间单位面积器壁上受到气体分子撞击的次数减少B12.（2）在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气, 一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接, 重物和活塞均处于平衡状态, 这时活塞离缸底的高度为10 cm,如果缸内空气变为0℃, 问:
①重物是上升还是下降？
②这时重物将从原处移动多少厘米?
(设活塞与气缸壁间无摩擦) 气体初态体积V1=10S cm3, 温度T1=373 K, 则重物上升高度Δh=10－7.4=2.6 cm解:可得h =7.4 cm据末态温度T2=273 K， 体积设为V2=hScm3
(h为活塞到缸底的距离)②分析可知缸内气体作等压变化. 设活塞截面积为S cm2,①缸内气体温度降低, 压强减小, 故活塞下移, 重物上升.10．如图所示，一竖直放置的气缸由两个截面积不同的圆柱构成，各有一个活塞且用细杆相连，上、下分别封有两部分气体A和B，两活塞之间是真空，原来活塞恰好静止，两部分气体的温度相同，现在将两部分气体同时缓慢升高相同温度，则（ ）
（A）两活塞将静止不动
（B）两活塞将一起向上移动
（C）A气体的压强改变量比B气体
的压强改变量大
（D）无法比较两部分气体的压强
改变量的大小B C14. 如图所示，内壁光滑的绝热气缸竖直立于地面上，绝热活塞将一定质量的气体封闭在气缸中，活塞静止时处于A位置。现将一重物轻轻地放在活塞上，活塞最终静止在B位置。若除分子之间相互碰撞以外的作用力可忽略不计，则活塞在B位置时与活塞在A位置时相比较 （ ）
A．气体的温度可能相同
B．气体的内能可能相同
C．单位体积内的气体分子数不变
D．单位时间内气体分子撞击单位面积气缸壁的次数一定增多D21．（10分）如图，水平放置的汽缸内壁光滑，一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分，两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热。开始时，A气体的体积是B的一半，A气体的温度是17oC，B气体的温度是27oC，活塞静止。现缓慢加热汽缸内气体， 使A、B两部分气体的温度都升高10oC，在此过程中活塞向哪个方向移动？
某同学是这样解答的：先设法保持A、B气体的体积不变，由于两部分气体原来的压强相等，温度每升高1oC，压强就增加原来的1/273，因此温度都升高10oC，两边的压强还相等，故活塞不移动。
你认为该同学的思路是否正确？如果认为正确，请列出公式加以说明；如果认为不
正确，请指出错误之处，并确定
活塞的移动方向。解：该同学思路不正确。在体积不变的情况下，一定质量的理想气体温度每升高1oC，压强就增加0oC时压强的1/273，而现在A、B的温度不同而压强相等，说明0oC时它们的压强不相等，因此升高相同的温度后，最后的压强不等。设想先保持A、B的体积不变, 当温度分别升高10oC时, 对A有同理，对B有由于pA＝pB， 所以pA'＞pB' 故活塞向右移动。解：(1)由受力平衡可知：(2)缸内气体先做等压变化，活塞将运动到卡环处就不再运动，设此时温度为T1 ， 有 所以接下来继续升温，气缸内气体将做等体积变化，设所求压强为p2，故有 代入可得 19、（10分）如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内。在气缸内距缸底60cm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300K。现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K，活塞恰好离开a、b;当温度为360K时, 活塞上升了4cm。求:
(1)活塞的质量
(2)物体A的体积更多课件:www.dyszplg.com 全套09届课件集(143个课件) 联系庞老师设物体A的体积为ΔV，气体的状态参量为：气体从状态1到状态2为等容过程：代入数据得代入数据得 m=4kg气体从状态2到状态3为等压过程：解：20、（12分）一根两端开口、粗细均匀的长直玻璃管横截面积为S＝2×10-3m2，竖直插入水面足够宽广的水中。管中有一个质量为m＝0.4kg的密闭活塞，封闭一段长度为L0＝66cm的气体，气体温度T0=300K，如图所示。开始时，活塞处于静止状态，不计活塞与管壁间的摩擦。外界大气压强P0＝1.0×105Pa，
水的密度ρ＝1.0×103kg/m3。试问：
（1）开始时封闭气体的压强多大？
（2）现保持管内封闭气体温度不变，用
竖直向上的力F缓慢地拉动活塞。当活塞
上升到某一位置时停止移动,此时F＝6.0N，
则这时管内外水面高度差为多少？ 管内
气柱长度多大？
（3）再将活塞固定住，改变管内气体的温度，使管内外水面相平，此时气体的温度是多少？（1）当活塞静止时，（2）当F=6.0N时，有：管内外液面的高度差 由玻意耳定律 P1L1S=P2L2S解：空气柱长度 （3）P3=P0=1.0×105Pa
L3=68+10=78cm
T2=T1气体温度变为 由气态方程题目12-2.（本题供使用选修3－3教材的考生作答）如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体，已知容器横截面积为S，活塞重为G，大气压强为P0 .若活塞固定，密封气体温度升高1℃,需吸收的热量为Q1 ； 若活塞不固定，且可无摩擦滑动，仍使密封气体温度升高1℃，需吸收的热量为Q2 。
（1）Q1和Q2哪个大些？气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同？
（2）求在活塞可自由滑动时，密封
气体温度升高1℃，活塞上升的高度h。⑴设密闭气体温度升高1℃,内能的增量为△U,则有△U=Q1 ①△U=Q2+W ②对活塞用动能定理得：W内+W大气－Gh=0 ③W大气=－P0Sh ④W=－W内 ⑤解②③④⑤得：Q2=△U+（P0S+G）h ⑥∴Q1 ＜Q2 ⑦解：由此可见，质量相等的同种气体，在定容和定压两种不同情况下，尽管温度变化相同，但吸收的热量不同，所以同种气体在定容下的热比容与在定压下的热比容不同⑧⑵ 解①⑥两式△U=Q1 ①Q2=△U+(P0S+G)h ⑥得：题目5、温度计是生活、生产中常用的测温装置。右图为一个简单温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范围为20℃～80℃，A、D间刻度均匀分布。由图可知，A、D及有色
水柱下端所示的温度分别是 （ ）
A．20℃、80℃、64℃
B．20℃、80℃、68℃
C．80℃、20℃、32℃
D．80℃、20℃、34℃C解见下页解：温度升高，容器内气体的体积增大， A点温度高，
可见A、D点温度分别为80℃、20℃，设D点下容器的体积为V0, 一小格玻璃管的体积为h。由查理定律即即解得 t=32℃2．对于一定质量的理想气体，可能发生的过程是( )
A．压强和温度不变，体积变大
B．温度不变，压强减少，体积减少
C．体积不变，温度升高，压强增大，
D．压强增大，体积增大，温度降低C
2、等容变化的规律是谁通过什么方式发现的？规律是什么？
3、热力学温标的建立及零点的物理意义是什么？
4、查理定律的内容、公式及图像分别是什么？
5、等压变化的规律用摄氏温度如何来表述？
6、是从分子动理论的观点解释等容这一宏观变化的微观原因。
7、等压变化的规律是谁通过什么方式发现的？
8、盖-吕萨克定律的内容、公式及图像分别是什么？
9、等压变化的规律用摄氏温度如何来表述？
10、 6、是从分子动理论的观点解释等压这一宏观变化的微观原因。一、气体的等容变化 1、等容变化：一定质量的气体在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化。2．查理定律：一定质量的某种气体，当体积不变时，各种气体的压强p与温度之间都有线性关系，如图所示，我们把它叫做查理定律．注：B点纵坐标是0摄氏度的压强，并非大气压。3．热力学温标的建立：建立背景：由查理定律中压强p与与摄氏温度t的变化关系图甲可以看出，在等容过程中，压强跟摄氏温度是一次函数关系，而不是简单的正比例关系。 如果把该图的AB直线延长至与横轴相交，把交点当做坐标原点，建立新的坐标系（图乙）此时压强与温度的关系就是正比例关系了。图乙坐标原点的意义“气体压强为零时其温度为零”，由此可见，为了使一定质量的气体在体积不变的情况下，压强与体积成正比，只需要建立一种新的温标就可以了。 在现实中通过对大量的“压强不太大（相对标准大气压），温度不太低（相对于室温）”的各种不同气体做等容变化的实验数据可以证明“一定质量的气体压在强不太大，温度不太低时，坐标原点代表的温度就是热力学温度的零度，这就是热力学温度零点的物理意义。由此可见：热力学的零点就规定为气体压强为零的温度。 在建立热力学温标之前，人们已经建立了华氏、摄氏温标，但这些温标都是与测温物质的热学性质有关，当采用不同的测温物质去测量同一温度时会产生一定差异，这种差异是不能克服的。而由热力学温标的建立可知：热力学温度是在摄氏温度的基础上建立起来的，零点的确定与测温物质无关，因此热力学温标是一种更为简便科学的理论的温标，它的零度不可能达到。又叫绝对零度。4、查理定律的热力学温标描述：——查理定律：（1）．查理定律：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成正比。（2）．表达式： 注：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。这里的C与气体的种类、质量和压强有关。 （3）．图像表述——等容线 等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系p－T在直角坐标系中的图象叫做等容线． 图像特点：①在P-T图线中，一定质量某种气体的等容线是一条反向延长线通过坐标原点的直线。③通过控制变量法，做出垂直于温度的等温线，如图所示。根据等温规律知质量相同的同种气体，压强大的体积小，可得 V2
注意：p与热力学温度T成正比，不与摄氏温度成正比，但压强的变化?p与摄氏温度?t的变化成正比．
一定质量的气体在等容时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的．
③解题时前后两状态压强的单位要相同，温度必须取国际单位制单位开尔文（K）（5）注意事项：5、查理定律的摄氏温标描述： 对比查理定律分别以热力学温标和摄氏温标为温度单位的等容线，根据以摄氏温标为温度单位的等容线的特点，描述出查理定律的摄氏温标描述 不同点：摄氏温度的00C时的压强不是0，而热力学温标的0k时的压强为0Pa，这个0Pa可以看作由摄氏0度的压强值降低了273度后而得到的。这样查理定律可叙述为：摄氏温标描述：（1）.文字描述：一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低） 1℃，增加（或减少）的压强等于它0℃时压强的1/273．（2）．表达式：其中pt是温度为t时的压强，p0是0 ℃时的压强．（3）．图像： 一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（n）也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平均速率（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小。7、应用①汽车、拖拉机里的内燃机，就是利用气体温度急剧升高后压强增大的原理，推动气缸内的活塞做功．
②打足了气的车胎在阳光下曝晒会胀破
③水瓶塞子会迸出来．二气体的等压变化 1、等压变化：一定质量的某种气体，在压强保持不变时, 体积随温度的变化叫做等压变化。2、盖·吕萨克定律：（1）文字描述：一定质量的某种气体,在压强p不变的情况下, 其体积V与热力学温度T成正比.（2）公式：V=CT或 注：这里的C与气体的种类、质量和体积有关。 （3）图像表述——等压线 等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V跟热力学温度T的正比关系V－T在直角坐标系中的图象叫做等压线．①一定质量气体的等压线的V－T图象，是一条反向延长线经过坐标原点的直线，其斜率反映压强大小．③通过控制变量法做垂直于横轴的等温线，如图所示，根据等温规律对质量相同的同种气体 体积大的压强小可得p2
注意： V正比于T而不正比于t，但 ?V??t
③ 一定质量的气体发生等压变化时，升高（或降低）相同的温度，增加（或减小）的体积是相同的．
④温度单位必须转化成热力学温度的单位；解题时前后两状态的体积单位要统一．（5）注意事项：6.盖·吕萨克定律也同样有摄氏温标描述．（1）文字：一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度每升高（或降低） 1℃，增加（或减少）的体积等于它0℃时体积的1/273． 一定质量（m）的理想气体的总分子数（N)是一定的，要保持压强（p）不变，当温度（T）升高时，全体分子运动的平均速率V会增加，那么单位体积内的分子数（n）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小。例1、一定质量的氢气在00C时的压强为9 ×104Pa，保持氢气体积不变，它在300C时的压强多大？分析：选一定质量的氢气为研究对象，状态变化是气体的等容变化，应用查理定律解题，须特注的是在应用查理定律解题，确定气体变化的初、末状态时要注意将温度的单位转换成热力学温度。本例提醒特注：在应用查理定律和盖·吕萨克定律解题前，确定气体变化的初、末状态时一定要将温度的单位转换成热力学温度。例题2、某种气体在状态Ａ时压强2×105Pa,体积为1m3,温度为200K。(1)它在等温过程中由状态A变为状态B,状态B 的体积为2m3,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300K,求状态C 的压强.－27301. 由查理定律可知，一定质量的理想气体在体积不变时，它的压强随温度变化关系如图中实线表示。把这个结论进行合理外推，便可得出图中t0＝ ℃；如果温度能降低到t0，那么气体的压强将减小到 Pa。2．一定质量的理想气体在等容变化过程中测得，气体在0℃时的压强为P0， 10℃时的压强为P10，则气体在11℃时的压强在下述各表达式中正确的是 ( )A.C.D.B.A D2.（2）因为所以，1.（2008年上海） 如图所示, 两端开口的弯管, 左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则（ ）
（A）弯管左管内外水银面的高度差为h
（B）若把弯管向上移动少许, 则管内气体体积增大
（C）若把弯管向下移动少许，
右管内的水银柱沿管壁上升
（D）若环境温度升高，右管内
的水银柱沿管壁上升 封闭在弯管里面气体的压强处处相等，按右边计算为p=p0+ph,按左边计算p=p0+px，两次计算气体压强相等，故左管内外水银面高度差x也为h，A对；弯管上下移动，根据按右边计算压强的方程可知：封闭气体压强不变，再加上温度不变，则体积一定也不变，故B错C对；环境温度升高，封闭气体体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升，D对。ACD 解析 2.（2008年上海） 汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升。已知某型号轮胎能在－40?C-90?C正常工作, 为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5 atm，最低胎压不低于1.6 atm，那么, 在t＝20?C时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适（设轮胎的体积不变）解析由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化。设在T0＝293K充气后的最小胎压为Pmin，最大胎压为Pmax。依题意，当T1＝233K时胎压为
P1＝1.6atm。根据查理定律解得：Pmin＝2.01atm当T2＝363K是胎压为P2＝3.5atm。根据查理定律解得：Pmax＝2.83atm3.（2008年上海） 温度计是生活、生产中常用的测温装置。右图为一个简单温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范围为20℃～80℃，A、D间刻度均匀分布。由图可知，A、D及有色水柱下端所示的温度分别是 （ ）
A．20℃、80℃、64℃
B．20℃、80℃、68℃
C．80℃、20℃、32℃
D．80℃、20℃、34℃C解析温度升高，容器内气体的体积增大， A点温度高，
可见A、D点温度分别为80℃、20℃，设D点下容器的体积为V0, 一小格玻璃管的体积为h。由查理定律解得 t=32℃5.在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气, 一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接, 重物和活塞均处于平衡状态, 这时活塞离缸底的高度为10 cm,如果缸内空气变为0℃, 问:
①重物是上升还是下降？
②这时重物将从原处移动多少厘米?
(设活塞与气缸壁间无摩擦) ①缸内气体温度降低, 压强减小, 故活塞下移, 重物上升.②分析可知缸内气体作等压变化. 设活塞截面积为S cm2,气体初态体积V1=10S cm3, 温度T1=373 K, 末态温度T2=273 K， 体积设为V2=hScm3
(h为活塞到缸底的距离)据可得h =7.4 cm 则重物上升高度Δh=10－7.4=2.6 cm答案 6 . 如图，水平放置的汽缸内壁光滑，一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分，两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热。开始时，A气体的体积是B的一半，A气体的温度是17oC，B气体的温度是27oC，活塞静止。现缓慢加热汽缸内气体， 使A、B两部分气体的温度都升高10oC，在此过程中活塞向哪个方向移动？答案设想先保持A、B的体积不变, 当温度分别升高10oC时, 对A有同理，对B有由于pA＝pB， 所以pA'＞pB' 故活塞向右移动。15．一定质量的理想气体在等容变化过程中测得，气体在0℃时的压强为P0， 10℃时的压强为P10，则气体在21℃时的压强在下述各表达式中正确的是 ( )A DA . 两次管中气体压强相等
B . T1时管中气体压强小于T2时管中气体压强
C . T1
A．气体从外界吸热
B．单位体积的气体分子数变大
C．气体分子平均速率变大
D．单位时间单位面积器壁上受到气体分子撞击的次数减少B12.（2）在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气, 一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接, 重物和活塞均处于平衡状态, 这时活塞离缸底的高度为10 cm,如果缸内空气变为0℃, 问:
①重物是上升还是下降？
②这时重物将从原处移动多少厘米?
(设活塞与气缸壁间无摩擦) 气体初态体积V1=10S cm3, 温度T1=373 K, 则重物上升高度Δh=10－7.4=2.6 cm解:可得h =7.4 cm据末态温度T2=273 K， 体积设为V2=hScm3
(h为活塞到缸底的距离)②分析可知缸内气体作等压变化. 设活塞截面积为S cm2,①缸内气体温度降低, 压强减小, 故活塞下移, 重物上升.10．如图所示，一竖直放置的气缸由两个截面积不同的圆柱构成，各有一个活塞且用细杆相连，上、下分别封有两部分气体A和B，两活塞之间是真空，原来活塞恰好静止，两部分气体的温度相同，现在将两部分气体同时缓慢升高相同温度，则（ ）
（A）两活塞将静止不动
（B）两活塞将一起向上移动
（C）A气体的压强改变量比B气体
的压强改变量大
（D）无法比较两部分气体的压强
改变量的大小B C14. 如图所示，内壁光滑的绝热气缸竖直立于地面上，绝热活塞将一定质量的气体封闭在气缸中，活塞静止时处于A位置。现将一重物轻轻地放在活塞上，活塞最终静止在B位置。若除分子之间相互碰撞以外的作用力可忽略不计，则活塞在B位置时与活塞在A位置时相比较 （ ）
A．气体的温度可能相同
B．气体的内能可能相同
C．单位体积内的气体分子数不变
D．单位时间内气体分子撞击单位面积气缸壁的次数一定增多D21．（10分）如图，水平放置的汽缸内壁光滑，一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分，两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热。开始时，A气体的体积是B的一半，A气体的温度是17oC，B气体的温度是27oC，活塞静止。现缓慢加热汽缸内气体， 使A、B两部分气体的温度都升高10oC，在此过程中活塞向哪个方向移动？
某同学是这样解答的：先设法保持A、B气体的体积不变，由于两部分气体原来的压强相等，温度每升高1oC，压强就增加原来的1/273，因此温度都升高10oC，两边的压强还相等，故活塞不移动。
你认为该同学的思路是否正确？如果认为正确，请列出公式加以说明；如果认为不
正确，请指出错误之处，并确定
活塞的移动方向。解：该同学思路不正确。在体积不变的情况下，一定质量的理想气体温度每升高1oC，压强就增加0oC时压强的1/273，而现在A、B的温度不同而压强相等，说明0oC时它们的压强不相等，因此升高相同的温度后，最后的压强不等。设想先保持A、B的体积不变, 当温度分别升高10oC时, 对A有同理，对B有由于pA＝pB， 所以pA'＞pB' 故活塞向右移动。解：(1)由受力平衡可知：(2)缸内气体先做等压变化，活塞将运动到卡环处就不再运动，设此时温度为T1 ， 有 所以接下来继续升温，气缸内气体将做等体积变化，设所求压强为p2，故有 代入可得 19、（10分）如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内。在气缸内距缸底60cm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300K。现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K，活塞恰好离开a、b;当温度为360K时, 活塞上升了4cm。求:
(1)活塞的质量
(2)物体A的体积更多课件:www.dyszplg.com 全套09届课件集(143个课件) 联系庞老师设物体A的体积为ΔV，气体的状态参量为：气体从状态1到状态2为等容过程：代入数据得代入数据得 m=4kg气体从状态2到状态3为等压过程：解：20、（12分）一根两端开口、粗细均匀的长直玻璃管横截面积为S＝2×10-3m2，竖直插入水面足够宽广的水中。管中有一个质量为m＝0.4kg的密闭活塞，封闭一段长度为L0＝66cm的气体，气体温度T0=300K，如图所示。开始时，活塞处于静止状态，不计活塞与管壁间的摩擦。外界大气压强P0＝1.0×105Pa，
水的密度ρ＝1.0×103kg/m3。试问：
（1）开始时封闭气体的压强多大？
（2）现保持管内封闭气体温度不变，用
竖直向上的力F缓慢地拉动活塞。当活塞
上升到某一位置时停止移动,此时F＝6.0N，
则这时管内外水面高度差为多少？ 管内
气柱长度多大？
（3）再将活塞固定住，改变管内气体的温度，使管内外水面相平，此时气体的温度是多少？（1）当活塞静止时，（2）当F=6.0N时，有：管内外液面的高度差 由玻意耳定律 P1L1S=P2L2S解：空气柱长度 （3）P3=P0=1.0×105Pa
L3=68+10=78cm
T2=T1气体温度变为 由气态方程题目12-2.（本题供使用选修3－3教材的考生作答）如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体，已知容器横截面积为S，活塞重为G，大气压强为P0 .若活塞固定，密封气体温度升高1℃,需吸收的热量为Q1 ； 若活塞不固定，且可无摩擦滑动，仍使密封气体温度升高1℃，需吸收的热量为Q2 。
（1）Q1和Q2哪个大些？气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同？
（2）求在活塞可自由滑动时，密封
气体温度升高1℃，活塞上升的高度h。⑴设密闭气体温度升高1℃,内能的增量为△U,则有△U=Q1 ①△U=Q2+W ②对活塞用动能定理得：W内+W大气－Gh=0 ③W大气=－P0Sh ④W=－W内 ⑤解②③④⑤得：Q2=△U+（P0S+G）h ⑥∴Q1 ＜Q2 ⑦解：由此可见，质量相等的同种气体，在定容和定压两种不同情况下，尽管温度变化相同，但吸收的热量不同，所以同种气体在定容下的热比容与在定压下的热比容不同⑧⑵ 解①⑥两式△U=Q1 ①Q2=△U+(P0S+G)h ⑥得：题目5、温度计是生活、生产中常用的测温装置。右图为一个简单温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范围为20℃～80℃，A、D间刻度均匀分布。由图可知，A、D及有色
水柱下端所示的温度分别是 （ ）
A．20℃、80℃、64℃
B．20℃、80℃、68℃
C．80℃、20℃、32℃
D．80℃、20℃、34℃C解见下页解：温度升高，容器内气体的体积增大， A点温度高，
可见A、D点温度分别为80℃、20℃，设D点下容器的体积为V0, 一小格玻璃管的体积为h。由查理定律即即解得 t=32℃2．对于一定质量的理想气体，可能发生的过程是( )
A．压强和温度不变，体积变大
B．温度不变，压强减少，体积减少
C．体积不变，温度升高，压强增大，
D．压强增大，体积增大，温度降低C