人教版 高二物理 選修3-3 第八章：8.2 氣體的等容變化和等壓變化(共22張PPT)

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1、8.28.2 氣體的氣體的等容變化等容變化和和等壓變化等壓變化 第八章第八章 氣體氣體 1 1、等容變化：、等容變化：一定質量一定質量氣體在氣體在體積不變體積不變的情的情況下，其壓強隨溫度的變化叫做況下，其壓強隨溫度的變化叫做等容變化等容變化 2 2、查理定律：一定質量查理定律：一定質量的某種氣體，在的某種氣體，在體積體積不變不變的情況下，的情況下，壓強壓強p p與熱力學溫度與熱力學溫度T T成成正比正比思考：思考：為什么隔夜的水杯為什么隔夜的水杯( ( 半杯水半杯水 ) )難以打開難以打開？（壓強隨著溫度的升高而增大，隨著溫度的降低而（壓強隨著溫度的升高而增大，隨著溫度的降低而減小，但壓強減

2、小，但壓強和溫度不是正比關系。）和溫度不是正比關系。） 2211TpTpCTp3 3、表達式表達式 或或（1 1）查理定律是實驗定律，由法國科學家查）查理定律是實驗定律，由法國科學家查理通過實驗發(fā)現的理通過實驗發(fā)現的（2 2）成立條件：成立條件：氣體質量一定，體積不變氣體質量一定，體積不變（3 3）在）在P/T=CP/T=C中的中的C C與氣體的種類、質量、與氣體的種類、質量、體積有關體積有關注意：注意：p p與熱力學溫度與熱力學溫度T T成正比，不與攝氏成正比，不與攝氏溫度成正比，但壓強的變化溫度成正比，但壓強的變化 p p與攝氏溫度與攝氏溫度 t t的變化成正比的變化成正比（4 4）一定質

3、量的氣體在等容時，升高（或）一定質量的氣體在等容時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減?。┑慕档停┫嗤臏囟?，所增加（或減?。┑膲簭娛窍嗤膲簭娛窍嗤模? 5）解題時前后兩狀態(tài)壓強的單位要統一）解題時前后兩狀態(tài)壓強的單位要統一 4 4等容線等容線 （1 1）等容線：）等容線：一定質量一定質量的某種氣體在的某種氣體在等容變化等容變化過程中，壓強過程中，壓強p p跟熱力學溫度跟熱力學溫度T T成正比關系，成正比關系，p pT T在直角坐標系中的圖象叫做在直角坐標系中的圖象叫做等容線等容線（2 2）一定質量氣體的等容線）一定質量氣體的等容線p pT T圖象，圖象，其其延長線經過坐標原點，斜率反

4、映體積大小延長線經過坐標原點，斜率反映體積大小，如圖所示如圖所示體積越大，斜率越?。惑w積越大，斜率越??；體積越小，斜率越大。體積越小，斜率越大。V V1 1VV2 2例例1 1 一定質量的氣體，保持體積不變，溫度從一定質量的氣體，保持體積不變，溫度從11升高到升高到55，壓強的增量為，壓強的增量為 2.02.010103 3 Pa Pa，則，則 A A它從它從55升高到升高到1010，壓強增量為，壓強增量為2.02.010103 3PaPaB B它從它從1515升高到升高到2020，壓強增量為，壓強增量為2.02.010103 3PaPaC C它在它在00時，壓強約為時，壓強約為1.41.41

5、0105 5PaPaC練習練習1 1、密閉在容積不變的容器中的氣體，當、密閉在容積不變的容器中的氣體，當溫度降低時：溫度降低時：A A、壓強減小，密度減??；、壓強減小，密度減??； B B、壓強減小，密度增大；、壓強減小，密度增大；C C、壓強不變，密度減??；、壓強不變，密度減小； D D、壓強減小，密度不變、壓強減小，密度不變D練習練習2 2、下列關于一定質量的氣體的等容變化的說、下列關于一定質量的氣體的等容變化的說法中正確的是：法中正確的是：A A、氣體壓強的改變量與攝氏溫度成正比；、氣體壓強的改變量與攝氏溫度成正比；B B、氣體的壓強與攝氏溫度成正比；、氣體的壓強與攝氏溫度成正比；C C、

6、氣體壓強的改變量與熱力學溫度成正比；、氣體壓強的改變量與熱力學溫度成正比；D D、氣體的壓強與熱力學溫度成正比。、氣體的壓強與熱力學溫度成正比。D二、氣體的等壓變化二、氣體的等壓變化1 1、等壓過程：、等壓過程：一定質量一定質量氣體在氣體在壓強不變壓強不變的情況的情況下下, ,其體積隨溫度的變化叫做其體積隨溫度的變化叫做等壓變化等壓變化2 2、蓋蓋- -呂薩克定律：一定質量呂薩克定律：一定質量的某種氣體，在的某種氣體，在壓強不變壓強不變的情況下，的情況下，體積體積V V與與熱力學溫度熱力學溫度T T成成正正比比. .2211TVTVCTV3 3、表達式或表達式或（1 1）蓋）蓋- -呂薩克定律

7、是實驗定律，由法國科呂薩克定律是實驗定律，由法國科學家蓋學家蓋- -呂薩克通過實驗發(fā)現的呂薩克通過實驗發(fā)現的（2 2）成立條件成立條件：氣體質量一定，壓強不變：氣體質量一定，壓強不變（3 3）在）在 V/T=C V/T=C 中的中的C C與氣體的與氣體的種類、質量、種類、質量、壓強有關壓強有關注意：注意： V V正比于正比于T T而不正比于而不正比于t t，但，但 V Vt t（4 4）一定質量的氣體發(fā)生等壓變化時，升高）一定質量的氣體發(fā)生等壓變化時，升高（或降低）相同的溫度，增加（或減?。┑模ɑ蚪档停┫嗤臏囟?，增加（或減?。┑捏w積是相同的體積是相同的（5 5）解題時前后兩狀態(tài)的體積單位要統

8、一）解題時前后兩狀態(tài)的體積單位要統一4 4等壓線等壓線（1 1）等壓線：）等壓線：一定質量一定質量的某種氣體在的某種氣體在等壓變等壓變化化過程中，體積過程中，體積V V與熱力學溫度與熱力學溫度T T的正比關系的正比關系在在V VT T直角坐標系中的圖象叫做直角坐標系中的圖象叫做等壓線等壓線（2 2）一定質量氣體的等壓線的）一定質量氣體的等壓線的V VT T圖象，其圖象，其延長線經過坐標原點，斜率反映壓強大小，延長線經過坐標原點，斜率反映壓強大小，如圖所示如圖所示P1P2不同壓強下的等不同壓強下的等壓線壓線, ,斜率越大斜率越大, ,壓強越小壓強越小. .P1P2例例2:2: 、封閉在容積不變的

9、容器內裝有一定質量的氣、封閉在容積不變的容器內裝有一定質量的氣體，當它的溫度為體，當它的溫度為2727時，其壓強為時，其壓強為4 4 10 104 4PaPa，那，那么，當它的溫度升高到么，當它的溫度升高到37 37 時，它的壓強為多大？時，它的壓強為多大？解：因為氣體體積不變，故氣體為等容變化。解：因為氣體體積不變，故氣體為等容變化。初態(tài)：初態(tài)： 4 4 10 104 4PaPa，=t=t1 1+273=27+273=300K+273=27+273=300K。末態(tài)：末態(tài)：未知，未知，t t2 2+273=37+273=310K+273=37+273=310K。 由查理定律可知：由查理定律可知

10、：變形可得：變形可得：（） 4.134.1310104 4(Pa)(Pa)答：它的壓強為答：它的壓強為4.13 4.13 10104 4PaPa。查理定律與蓋查理定律與蓋呂薩克定律的比較呂薩克定律的比較 如圖甲所示，為一定質量的氣體由狀態(tài)如圖甲所示，為一定質量的氣體由狀態(tài)A經過狀態(tài)經過狀態(tài)B變?yōu)闋钭優(yōu)闋顟B(tài)態(tài)C的的VT圖象已知氣體在狀態(tài)圖象已知氣體在狀態(tài)A時的壓強是時的壓強是1.5105 Pa.(1)說出說出AB過程中壓強變化的情形，并根據圖象提供的信息，過程中壓強變化的情形，并根據圖象提供的信息，計算圖中計算圖中TA的溫度值；的溫度值；(2)請在圖乙所示的坐標系中，作出由狀態(tài)請在圖乙所示的坐標

11、系中，作出由狀態(tài)A經過狀態(tài)經過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)變?yōu)闋顟B(tài)C的的pT圖象，并在圖象相應位置上標出字母圖象，并在圖象相應位置上標出字母A、B、C.如果需如果需要計算才能確定有關坐標值，請根據實際情況寫出計算過程要計算才能確定有關坐標值，請根據實際情況寫出計算過程一定質量的氣體不同圖象比較一定質量的氣體不同圖象比較類別類別圖線圖線特點特點舉例舉例pVpV之積越大的等溫線溫之積越大的等溫線溫度越高，線離原點越遠度越高，線離原點越遠p1/V斜率越大，溫度越高斜率越大，溫度越高pT斜率越大，斜率越大，體積越小體積越小VT斜率越大，斜率越大，壓強越小壓強越小 一定質量氣體的狀態(tài)變化過程一定質量氣體的狀態(tài)變化過程

12、的的pV圖線如圖所示，其中圖線如圖所示，其中A是初始是初始態(tài)，態(tài)，B、C是中間狀態(tài)是中間狀態(tài)AB為雙曲為雙曲線的一部分，線的一部分，BC與縱軸平行，與縱軸平行，CA與橫軸平行如將上述變化過程與橫軸平行如將上述變化過程改用改用pT圖線和圖線和VT圖線表示，則在圖線表示，則在下列的各圖中正確的是下列的各圖中正確的是()解析：解析：在在pV圖象中，氣體由圖象中，氣體由AB是等溫過程，是等溫過程，且壓強減小，氣體體積增大；由且壓強減小，氣體體積增大；由BC是等容過程，是等容過程，且壓強增大，氣體溫度升高；由且壓強增大，氣體溫度升高；由CA是等壓過程，是等壓過程，且體積減小，溫度降低由此可判斷在且體積減

13、小，溫度降低由此可判斷在pT圖中圖中A錯、錯、B正確，在正確，在VT圖中圖中C錯、錯、D正確正確答案：答案：BD 有人設計了一種測溫裝置，其結構如圖所示，玻有人設計了一種測溫裝置，其結構如圖所示，玻璃泡璃泡A內封有一定量氣體，與內封有一定量氣體，與A相連的相連的B管插在水槽中，管管插在水槽中，管內水銀面的高度內水銀面的高度x即可反映泡內氣體的溫度，即環(huán)境溫度，即可反映泡內氣體的溫度，即環(huán)境溫度，并可由并可由B管上的刻度直接讀出管上的刻度直接讀出設設B管的體積與管的體積與A玻璃泡的體積相比可忽略不計玻璃泡的體積相比可忽略不計在在1標準大氣壓下對標準大氣壓下對B管進行管進行溫度刻度溫度刻度(1標準大氣壓相當于標準大氣壓相當于76 cmHg的壓強，的壓強，等于等于101 kPa)已知當溫度已知當溫度t127 時，管內時，管內水銀面高度水銀面高度x116 cm，此高度即為，此高度即為27 的刻的刻度線，問度線，問t0 的刻度線在何處的刻度線在何處所以：所以： 0 的刻度線在的刻度線在76-54.6=21.4 cmHg