【2012 精品课件】沪科版物理选修3-3 2．3　查理定律和盖－吕萨克定律

(共36张PPT)
【2012 精品课件】沪科版物理选修3-3 2．3　查理定律和盖－吕萨克定律
2．3　查理定律和盖－吕萨克定律
课标定位
学习目标：1.理解查理定律和盖一吕萨克定律及其微观解释，并学会解决相关实际问题．
2．理解p－T图上等容变化的图线及其物理意义，知道p－T图上不同体积的等容线．
3. 理解V－T图上等压线变化的图线及其物理意义，知道V－T图上不同压强的等压线．
重点难点：查理定律和盖－吕萨克定律的应用；等容线、等压线的理解应用．
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
2.3　
查理定律和盖－吕萨克定律
课前自主学案
课前自主学案
一、探究等容过程的规律——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____比．
2．公式：设一定质量的某种气体，由压强p1、温度T1的某一状态，保持体积不变的情况下变化到压强p2、温度T2的另一状态，
则有________或者________.
正
3．气体在体积不变的情况下发生的状态变化过程,叫做等容过程．表示该过程的p－T图像称为________．一定质量的气体的等容线是_______ _________．一定质量的某种气体在不同体积下的几条等容线如图2－3－1所示，其体积的大小关系是___________.
图2－3－1
等容线
过原点
的直线
V3>V2>V1
4．微观解释：一定质量的气体保持______不变时，分子的密度也保持不变．温度升高后，分子的_________增加，根据压强产生的微观机理可知，气体的压强就会增大．
二、探究等压过程的规律——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，体积V与热力学温度T成____比．
体积
平均动能
正
3．气体在压强不变的情况下发生的状态变化过程,叫做等压过程．表示该变化过程的V－T图像称为________．一定质量的某种气体的等压线是_______________．如图2－3－2所示．
压强不变时体积与温度的关系
图2－3－2
等压线
过原点的直线
4．微观解释：一定质量的气体温度_____时，分子的平均动能增加，为了保持其_____不变，必须相应地增大气体的_____，使分子的密度_____．
升高
压强
体积
减小
思考感悟
如图2－3－3所示，一种测温装置，玻璃泡A封有一定质量的空气，与A相连的B管插在水银槽中，管内外液面高度差h与温度成线性函数关系，然后，在细管上标上刻度就得到了一个温度计．(B管中的气体体积与A泡的体积相比可忽略)你知道其中的道理吗？
图2－3－3
提示：对一定质量的气体,在体积不变的情况下，当温度升高时，气体的压强会增大，当温度降低时，压强会减小，在这个温度计里，由于“B管中的体积与A泡中的体积相比可忽略”，因此认为气体的体积不变．然后，利用温度与压强的函数关系，就可读出温度了．
核心要点突破
2．等容过程的p－T图像和p－t图像：
(1)p－T图像：一定质量的某种气体,在等容过程中，气体的压强p和热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线，如图2－3－4甲所示，且V1＜V2，即体积越大，斜率越小.
图2－3－4
(2)p－t图像：一定质量的某种气体,在等容过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图2－3－4乙所示，等容线是一条延长线通过横轴－273.15 ℃的点的倾斜直线，且斜率越大，体积越小．图像纵轴的截距p0是气体在0 ℃时的压强．
注意：(1)通过对一定质量某种气体等容变化的p－t线“外推”所得到气体压强为零时对应的温度(－273.15 ℃)称为热力学温标的零度(0 K)．这种获得热力学温度的方法称为“外推法” .“外推法”是科学研究的一种方法，“外推”并不表示定律适用范围的扩展．
(2)等容线在p－T图像中是一条经过原点的直线，而在p－t图像中不过原点，其延长线与横轴的交点为－273.15 ℃.
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
1．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的二倍，则气体温度的变化情况是(　　)
A．气体的摄氏温度升高到原来的二倍
B．气体的热力学温度升高到原来的二倍
C．气体的摄氏温度降为原来的一半
D．气体的热力学温度降为原来的一半
解析：选B.由查理定律可知，对一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强和热力学温度成正比．
2．等压过程的V－T图像和V－t图像
(1)V－T图像：一定质量的某种气体,在等压过程中，气体的体积V与热力学温度T的图线是过原点的倾斜直线，如图2－3－5甲所示,且p1＜p2，即压强越大，斜率越小．
图2－3－5
(2)V－t图像：一定质量的某种气体,在等压过程中，体积V与摄氏温度t是一次线性函数关系，不是简单的正比例关系，如图2－3－5乙所示，图像纵轴的截距V0是气体在0 ℃时的体积，等压线是一条延长线通过横轴上－273.15 ℃的点的倾斜直线,且斜率越大，压强越小．
注意：等压变化中的V－T图线是过原点的一条直线,而V－t图线不过原点，其反向延长线与横轴的交点为－273.15 ℃.
用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸．我们通常用的可乐易拉罐容积V＝355 mL.假设在室温(17 ℃)罐内装有0.9V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为1 atm.若易拉罐承受的压强为1.2 atm，则保存温度不能超过多少？
课堂互动讲练
查理定律的应用
例1
【答案】　75 ℃
【方法总结】　(1)给出的温度是摄氏温度，必须换算为热力学温度；(2)计算中压强的单位只要统一即可，没必要用国际单位．
如图2－3－6所示，汽缸A中封闭有一定质量的气体，活塞B与A的接触是光滑且不漏气的,B上放一重物C，B与C的总重为G，大气压为p0.当汽缸内气体温度是20 ℃时，活塞与汽缸底部距离为h1；求当汽缸内气体温度是100 ℃时，活塞与汽缸底部的距离是多少？
盖－吕萨克定律的应用
例2
图2－3－6
【答案】　1.3h1
【方法总结】　盖－吕萨克定律的应用中，应首先确定研究对象，找准系统初末状态参量，确定不变量，然后利用公式或分态式进行求解．
图像的分析及应用
例3
如图2－3－7甲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图像．已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa.
图2－3－7
(1)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图中TA的温度值．
(2)请在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的p－T图像,并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程．
【思路点拨】　根据图像可知A→B为等压过程，B→C为等容过程,抓住各量的变化是解题的关键．
图2－3－8
【答案】　见自主解答
变式训练　如图2－3－9所示为0.3 mol的某种气体的压强和温度关系的p－t图线,p0表示1个标准大气压．则在状态B时气体的体积为(　　)
图2－3－9
A．5.6 L　　　　　　　B．3.2 L
C．1.2 L D．8.4 L