物理选修3-3人教版8.2气体的等容变化和等压变化 （共26张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理选修3-3人教版8.2气体的等容变化和等压变化 （共26张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 217.4KB | ||
| 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 | 2021-06-22 09:21:42 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
第二节
气体的
等容变化和等压变化
第八章
气体
一、玻意耳定律
1、内容:
一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。
2、公式：
pV=常数
或p1V1=p2V2
3.条件:
一定质量气体且温度不变
4、适用范围：
温度不太低，压强不太大
复习回顾
二.等温变化图象
1、特点:
(1)等温线是双曲线的一支。
(2)温度越高,其等温线离原点越远.
2、图象意义:
(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系
(2)点意义:每一组数据---反映某一状态
1．气体的等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化。
课时1：气体的等容变化
可否认为气体的压强随温度的升高而升高,随温度的降低而降低?
气体的等容变化
思考：
为什么半杯热水凉下来后难以打开？
实验目的：
研究一定质量的气体在体积保持不变的情况下，它的压强怎样随温度的变化而变化。
实验仪器：
烧瓶（带软木塞），玻璃管，橡皮连接管，水银压强计，温度计，盛水容器，冰，冷水，（几种不同温度的）热水。
实验方法：
调节水银压强计的可动管A，使B管水银面始终保持在同一水平面上。改变气体温度，得到多次压强值。
实验步骤一：
一只烧瓶上连一根玻璃管，用橡皮管把它跟一个水银压强计连在一起，从而在烧瓶内封住一定质量的空气。
上下移动压强计，使得其中的两段水银柱的高度在同一水平面上。标记下Ｂ管水银柱的高度。
将烧瓶放入纯净冰水混合物中，观察压强计水银柱的高度变化情况。
瓶中气温降低(温度为T1），B柱上升，A柱下降。瓶中气体体积减小。
A管下降，使Ｂ管中水银柱高度与开始时相同,保证气体体积不变.
记录下ＡＢ水银柱的高度差h1，以得出内外气体压强之差。
实验步骤二：
将烧瓶放入某一温度的热水中（水温可由温度计测出T2），观察压强计中水银柱的高度变化情况。
气体温度上升，Ａ柱上升，Ｂ柱下降，瓶内气体体积增大。
上提Ａ管，仍然使Ｂ管水银柱的高度与开始时相同，保证气体体积不变。再记录下ＡＢ管水银柱高度之差H2，以得出内外气体压强之差。
实验步骤三：
1．由水银压强计分别读出多次的压强Ｐ0,Ｐ1，Ｐ２，Ｐ３。
2．由温度计所测出相应的摄氏温度ｔ0,t１，t２，t３
。
3．由以上数据得出气体压强和温度之间的定性关系
压强随着温度的升高而增大，随着温度的降低而减小，但压强Ｐ和温度ｔ不是正比关系。
实验处理：
1、一定质量的气体，在体积不变的情况下，
温度每升高
(降低)１℃
，气体的压强增大(减小)０℃时压强的1/273。
数学表达式为:
Pt=P0+（P0/273）t
2、将上式变形得：Ｐt／（273＋t）＝Ｐ0／273
得公式：
（
气体压强与热力学温度成正比。）
一、查理定律
3．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（
P
?T
）
．
（1）查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的．
（2）适用条件：气体质量一定，体积不变．
一、查理定律
（1）查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的．
（2）适用条件：气体质量一定，体积不变．
（3）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与摄氏温度的变化?t成正比．
（4）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．
（5）解题时前后两状态压强的单位要统一．
4．查理定律的几点说明：
二、实验图象：
实验图象可分为P—t图象和P—T图象
。但可用下图一同表现出来。
想一想：为什么Ｏ点附近用虚线？
图中以Ｏ为原点的是Ｐ－Ｔ图象，以Ｏ′为原点的是Ｐ－ｔ图象。
（3）一定质量气体的等容线的物理意义．
①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状态的体积相同
②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小（同一温度下，压强大的体积小）如图所示，V2三、等容线
（1）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．
（2）一定质量气体的等容线P－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小，如图所示．
三、等容线
描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线是下图中哪些
( )
答案：CD
四、微观解释:
一定质量的气体，在体积不变时，它的单位体积内的分子数不变，当温度升高时，气体分子的平均动能增大，平均速率增大，压强增大，反之，
压强减小。
四、例题精选：
１．封闭在容积不变的容器内装有一定质量的气体，当它的温度为27℃时，其压强为4×
104Pa，那么，当它的温度升高到37℃
时，它的压强为多大？
解：
因为气体体积不变，故气体为等容变化。
变形可得：
Ｐ２＝Ｐ１·
（Ｔ２／Ｔ１）
＝
4×
104
·
310/300
＝4.13×104(Pa)
答：它的压强为4.13
×104Pa.
由查理定律可知：
Ｐ１／Ｔ１＝Ｐ２／Ｔ２
初态：Ｐ1＝4×104Pa，Ｔ1＝t1+273=27+273=300K
末态：Ｐ2未知， Ｔ2＝t2+273=37+273=310K
１．封闭在容器中的气体，当温度升高时，下面的哪个说法是正确的（ ）（不计容器的膨胀）
Ａ．密度和压强均增大；
Ｂ．密度增大，压强减小；
Ｃ．密度不变，压强增大；
Ｄ．密度增大，压强不变。
C
2．一个密闭容器里的气体，在０℃时压强8×104Pa,给容器加热,气体的压强为1.0×105Pa时温度升高到多少摄氏度？
68.25℃
练一练
3、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.
A
B
C
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,
PB=105Pa
(2)气体由状态B变为状态C的过程遵从查理定律.
由
Pc=1.5×105Pa
PB
TB
PC
TC
=
4、如图为0.2mol的某种理想气体压强和温度关系图线，p0为标准大气压，则在状态B时，气体体积为多少？
答案：5.6L
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．
第二节
气体的
等容变化和等压变化
第八章
气体
一、玻意耳定律
1、内容:
一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。
2、公式：
pV=常数
或p1V1=p2V2
3.条件:
一定质量气体且温度不变
4、适用范围：
温度不太低，压强不太大
复习回顾
二.等温变化图象
1、特点:
(1)等温线是双曲线的一支。
(2)温度越高,其等温线离原点越远.
2、图象意义:
(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系
(2)点意义:每一组数据---反映某一状态
1．气体的等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化。
课时1：气体的等容变化
可否认为气体的压强随温度的升高而升高,随温度的降低而降低?
气体的等容变化
思考：
为什么半杯热水凉下来后难以打开？
实验目的：
研究一定质量的气体在体积保持不变的情况下，它的压强怎样随温度的变化而变化。
实验仪器：
烧瓶（带软木塞），玻璃管，橡皮连接管，水银压强计，温度计，盛水容器，冰，冷水，（几种不同温度的）热水。
实验方法：
调节水银压强计的可动管A，使B管水银面始终保持在同一水平面上。改变气体温度，得到多次压强值。
实验步骤一：
一只烧瓶上连一根玻璃管，用橡皮管把它跟一个水银压强计连在一起，从而在烧瓶内封住一定质量的空气。
上下移动压强计，使得其中的两段水银柱的高度在同一水平面上。标记下Ｂ管水银柱的高度。
将烧瓶放入纯净冰水混合物中，观察压强计水银柱的高度变化情况。
瓶中气温降低(温度为T1），B柱上升，A柱下降。瓶中气体体积减小。
A管下降，使Ｂ管中水银柱高度与开始时相同,保证气体体积不变.
记录下ＡＢ水银柱的高度差h1，以得出内外气体压强之差。
实验步骤二：
将烧瓶放入某一温度的热水中（水温可由温度计测出T2），观察压强计中水银柱的高度变化情况。
气体温度上升，Ａ柱上升，Ｂ柱下降，瓶内气体体积增大。
上提Ａ管，仍然使Ｂ管水银柱的高度与开始时相同，保证气体体积不变。再记录下ＡＢ管水银柱高度之差H2，以得出内外气体压强之差。
实验步骤三：
1．由水银压强计分别读出多次的压强Ｐ0,Ｐ1，Ｐ２，Ｐ３。
2．由温度计所测出相应的摄氏温度ｔ0,t１，t２，t３
。
3．由以上数据得出气体压强和温度之间的定性关系
压强随着温度的升高而增大，随着温度的降低而减小，但压强Ｐ和温度ｔ不是正比关系。
实验处理：
1、一定质量的气体，在体积不变的情况下，
温度每升高
(降低)１℃
，气体的压强增大(减小)０℃时压强的1/273。
数学表达式为:
Pt=P0+（P0/273）t
2、将上式变形得：Ｐt／（273＋t）＝Ｐ0／273
得公式：
（
气体压强与热力学温度成正比。）
一、查理定律
3．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（
P
?T
）
．
（1）查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的．
（2）适用条件：气体质量一定，体积不变．
一、查理定律
（1）查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的．
（2）适用条件：气体质量一定，体积不变．
（3）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与摄氏温度的变化?t成正比．
（4）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．
（5）解题时前后两状态压强的单位要统一．
4．查理定律的几点说明：
二、实验图象：
实验图象可分为P—t图象和P—T图象
。但可用下图一同表现出来。
想一想：为什么Ｏ点附近用虚线？
图中以Ｏ为原点的是Ｐ－Ｔ图象，以Ｏ′为原点的是Ｐ－ｔ图象。
（3）一定质量气体的等容线的物理意义．
①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状态的体积相同
②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小（同一温度下，压强大的体积小）如图所示，V2
（1）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．
（2）一定质量气体的等容线P－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小，如图所示．
三、等容线
描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线是下图中哪些
( )
答案：CD
四、微观解释:
一定质量的气体，在体积不变时，它的单位体积内的分子数不变，当温度升高时，气体分子的平均动能增大，平均速率增大，压强增大，反之，
压强减小。
四、例题精选：
１．封闭在容积不变的容器内装有一定质量的气体，当它的温度为27℃时，其压强为4×
104Pa，那么，当它的温度升高到37℃
时，它的压强为多大？
解：
因为气体体积不变，故气体为等容变化。
变形可得：
Ｐ２＝Ｐ１·
（Ｔ２／Ｔ１）
＝
4×
104
·
310/300
＝4.13×104(Pa)
答：它的压强为4.13
×104Pa.
由查理定律可知：
Ｐ１／Ｔ１＝Ｐ２／Ｔ２
初态：Ｐ1＝4×104Pa，Ｔ1＝t1+273=27+273=300K
末态：Ｐ2未知， Ｔ2＝t2+273=37+273=310K
１．封闭在容器中的气体，当温度升高时，下面的哪个说法是正确的（ ）（不计容器的膨胀）
Ａ．密度和压强均增大；
Ｂ．密度增大，压强减小；
Ｃ．密度不变，压强增大；
Ｄ．密度增大，压强不变。
C
2．一个密闭容器里的气体，在０℃时压强8×104Pa,给容器加热,气体的压强为1.0×105Pa时温度升高到多少摄氏度？
68.25℃
练一练
3、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.
A
B
C
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,
PB=105Pa
(2)气体由状态B变为状态C的过程遵从查理定律.
由
Pc=1.5×105Pa
PB
TB
PC
TC
=
4、如图为0.2mol的某种理想气体压强和温度关系图线，p0为标准大气压，则在状态B时，气体体积为多少？
答案：5.6L
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．