【高中物理】高中物理人教版选修3-3教案-《气体的等容变化和等压变化》.doc

气体的等容变化和等压变化目标导航1、 知道什么是等容变化，什么是等压变化。2、 掌握查理定律，盖·吕萨克定律的内容和公式表达。3、 理解p-T图上等容变化的图线及物理意义。4、 理解V-T图上等压变化的图线及物理意义。5、 会用查理定律、盖·吕萨克定律解决有关问题。诱思导学 1、概念：（1）等容变化：气体在体积不变的情况下发生的状态变化叫等容变化。 （2）等压变化：气体在压强不变的情况下发生的状态变化叫等压变化。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，压强与热力学温度成正比。（2）公式：=C 或 =点拨： 查理定律是实验定律，由法国科学家查理发现成立条件：气体质量一定，体积不变一定质量的气体在等容变化时，升高（或降低）相同的温度增加（或减小）的压强是相同的，即=解题时，压强的单位要统一C与气体的种类、质量和体积有关3、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，体积与热力学温度成正比。（2）公式：=或=C点拨：盖·吕萨克定律是通过实验发现的成立条件：气体质量一定，压强不变一定质量的气体在等压变化时，升高（或降低）相同的温度增加（或减小）的体积是相同的C与气体的种类、质量和压强有关4、等容线：（1）等容线：一定质量的气体在等容变化过程中，压强P与热力学温度T成正比关系，在pT直角坐标系中的图象叫等容线（2）一定质量的气体的pT图线其延长线过原点，斜率反映体积的大小点拨：等容线的物理意义： 图象上每一点表示气体一个确定的状态。同一等容线上，各气体的体积相同 不同体积下的等温线，斜率越大，体积越小（见图8.21）5、等压线：（1）定义：一定质量的气体在等压变化过程中，体积V与热力学温度T成正比关系，在VT直角坐标系中的图象叫等压线（2）一定质量的气体的VT图线其延长线过原点点拨：等压线的物理意义： 图象上每一点表示气体一个确定的状态。同一等压线上，各气体的压强相同不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小（见图8.22）探究 1、 查理定律的另一种表达式； 设温度为0时，一定质量的气体压强为p0，此时T=273K；当温度为t时，气体压强为p，则有 p0/273=p/（273+t） 即p= p0（1+t/273）同样对盖·吕萨克定律：V= V0（1+t/273）典型探究例1一定质量的气体在0时压强为p0，在27时压强为p，则当气体从27升高到28时，增加的压强为A.1/273 p0 B.1/273p C.1/300p0 D.1/300p【解析】本题只要灵活应用查理定律的各种表达式即可求得。 根据p/T=C可得pt=p0（1+t/273），所以p=p0（1+27/273），p=p0(1+28/273),p=pp=1/273 p0 根据p1/T1=p2/T2得p1/（273+27）=p/（273+28）从而p=301/300pp=pp=1/300p故正确答案为A、D例2、如图8.23所示，两端封闭的粗细均匀的、竖直放置的玻璃管内有一长为h的水银柱，将管内气体分为两部分，已知l2=2l1，开始两部分气体温度相同，若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何运动？【解析】判断两容器间液柱移动方向常用“假设法” 先假设水银柱不移动，即假设两端空气柱体积不变，用查理定律分别对上、下两部分气体列式，求得两气柱升高温度前后压强的增量p1和p2.若p1=p2，则水银柱不移动；若p1<p2，则水银住下移，若p1>p2，则水银住上移由p1=p1，p2=p2，以及p1>p2可得p1>p2，所以水银柱上移。例3.容积为2L的烧瓶，在压强为1.0×105Pa时，用塞子塞住，此时温度为27，当把它加热到127时，塞子被打开了，稍过一会儿，重新把盖子塞好，停止加热并使它逐渐降温到27，求：（1） 塞子打开前的最大压强（2） 27时剩余空气的压强【解析】塞子打开前，瓶内气体的状态变化为等容变化。塞子打开后，瓶内有部分气体会逸出，此后应选择瓶中剩余气体为研究对象，再利用查理定律求解。（1）塞子打开前：选瓶中气体为研究对象， 初态：p1=1.0×105Pa，T1=273+27=300K 末态：p2=？，T2=273+127=400K 由查理定律可得：p2=T2/T1 ×p1=400/300 ×1.0×105 Pa1.33×105Pa（3） 塞子塞紧后，选瓶中剩余气体为研究对象。初态：p1=1.0×105Pa，T1=400K末态：p2=？ T2=300K由查理定律可得：p2=T2/T1×p1=300/400 ×1.0×1050.75×105Pa例4. 一定质量的理想气体的Pt图象，如图8.24所示，在状态A到状态B的过程中，体积：A.一定不变 B.一定减小 C.一定增加 D.不能判定怎样变化【解析】正确答案是D。很多同学错选C。原因是他们“死记”等容线通过原点，因此连接OA、OB得两条等容线，斜率大而V小，故VA<VB，这是不看横轴而造成的错误。 正确的分析是：题目中给出的图线是pt（摄氏）图，而不是pT图，请看图8.25，pt图中的等容线的反向延长线通过-273，而没有通过0（即原点），只有在pT图中的等容线才能通过0K即原点。 因该题中的AB反向延长线是否通过-273，或是在-273的左侧还是右侧？题设条件中无法找到，故D正确。友情提示：对于此类问题，应注意根据条件选择一定质量的气体为研究对象，并列出初末状态参量，选择恰当的规律进行求解。课后问题与练习点击：1、解析：对原来瓶中的气体：初状态p1=9.31×106Pa T1=290K 设瓶子不漏气，在T2=260K时的压强为p2， 由查理定律，得p1/T1=p2/T2 p2= T2 p1/T1=8.35×106Pa>8.15×106Pa 所以已漏气。2、 解析：选管内气体为研究对象，L为油柱离管口的距离， 初状态：V1=360+2=362cm3 T1=298K 末状态：V2=360+L×0.2 T2=？ 由盖·吕萨克定律，V1/T1=V2/T2 T2= V2 T1/V1=298（360+L×0.2）/36 T=T2-T1=298×0.2×（L-10）/362=298×0.2×L/362 T与L成正比，刻度均匀。 当L=0时 T=298×360/362=296.4K 当L=20时 T=298×364/362=299.6K测量范围为；23.426.63、解析：（1）AB过程中为等压变化，压强不变：0.4/TA=0.6/300 TA=200K=-730C （2）BC过程中为等容变化，pB/TB=pC/TC ， pC=2×105Pa 图略 。多维链接1、解释下列现象：（1）、炎热的夏天，打了气的自行车胎，在日光爆晒下，有时会胀破。解释这个现象。 解析：自行车胎在炎热的夏天被日光爆晒，车胎里气体的温度上升，车胎里的气在打足了之后已不能再大。由查理定律，气体压强与热力学温度成正比，气体的压强将增大。当压强达到车胎能承受的最大压强时，温度再高车胎就会胀破。（2）、乒乓球挤瘪后，放在热水里泡一会，有时会重新鼓起来。解释这个现象。解析：挤瘪的乒乓球放在热水里泡时，乒乓球内空气温度升高，在一极短的时间内可认为体积不变，由查理定律，球内空气的压强增大，当球内压强达到一定值时，乒乓球就会鼓起一点，温度再高，会再鼓起一点，一会乒乓球就会重新鼓起来。2、判断两容器间液柱移动方向的问题。问题 如图8.212所示，两端封闭，粗细均匀的玻璃管竖直放置，管内的空气被一段水银柱隔成两部分，A部分长度为L1，B部分长度为L2，它们温度相等，并且处于平衡状态。现将两部分空气的温度都升高200C，忽略水银柱和管的热膨胀，则水银柱向哪一个方向移动？A、向上移动B、向下移动C、不移动D、条件不足，移动方向不能判断解析：（1）假设法：解决这类问题的一般思路是先假定水银柱不动，看条件变化后（如温度升高后）水银柱两边的压力哪个变的较大，于是液柱就向压力较小的方向移动，以求得新的平衡。由于管的内径均匀，只需看条件变化后液柱两边的压强哪个变的较大，液柱就向压强小的方向移动。先假定水银柱暂时不动，A，B两部分空气都做等容变化，由查理定律，有pA/TA=pA/TA，pB/TB=pB/TB，得pA=TA pA/ TA，pB=TBpB/ TB，依题意得，TA=TB，TA=TB=200C。但pB>pA,即温度升高后，B部分气体增加的压强较A大，故水银柱向上移动，选A项正确。（2）极限法：由于上部气体压强pA较小，设想pA=0，即上部几乎是真空，于是立即得到T增大时，水银柱上移。3、一个瓶子里装有某种气体，瓶上一个小孔跟外面的大气相通，瓶中原来气体的温度为150C，如果把它加热到2070C，瓶中气体的质量是原来质量的几分之几？解析：选原瓶中气体为研究对象，T1=288K V1=VT2=480K V2=？由盖·吕萨克定律，V1/T1=V2/T2 得V2=480V/288在2070C时，气体各部分密度一样，处于同一状态，其密度为，m*/m=V/V2=60%关键搞清瓶中气体末状态下与总体积的多少。4、课本做一做：此装置还可演示压强不变时热胀冷缩的实验。方法是用双手握住烧瓶，瓶内气体膨胀，油柱右移；用冷湿毛巾包住烧瓶，瓶内气体收缩，油柱左移，为增加可见度，油柱应带颜色。高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。那么，高中物理考试答题技巧及注意事项有哪些呢？下面和小编一起来看看吧！高中物理考试答题技巧选择题的答题技巧解答选择题时，要注意以下几个问题：（1）注意题干要求，让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。（2）相信第一判断：只有当你发现第一次判断肯定错了，另一个百分之百是正确答案时，才能做出改动，而当你拿不定主意时千万不要改。特别是对中等程度及偏下的同学尤为重要。切记：每年高考选择题错误率高的不是难题，而是开头三个简单题。不要再最简单的地方，轻敌栽坑！实验题的做题技巧（1）实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。填空题：数值、单位、方向或正负号都应填全面；作图题：对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。对电学实物图，则电表量程、正负极性，电流表内、外接法，变阻器接法，滑动触头位置都应考虑周全。对光路图不能漏箭头，要正确使用虚、实线，各种仪器、仪表的读数一定要注意有效数字和单位；实物连接图一定要先画出电路图（仪器位置要对应）；各种作图及连线要先用铅笔（有利于修改），最后用黑色签字笔涂黑。切记：游标卡尺、螺旋测微器、多用电表的读数历来都是考察的重点。切记：选择题有8-10分是送你的，但你可能拿不到（单位、有效数字、小数点后保留几位、坐标原点等）。（2）常规实验题：主要考查课本实验，几年来考查比较多的是试验器材、原理、步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析，解答常规实验题时，这种题目考得比较细，要在细、实、全上下足功夫。（3）设计型实验重在考查实验的原理。要求同学们能审清题意，明确实验目的，应用迁移能力，联想相关实验原理。在设计电学实验时，要把安全性【所谓的安全不是对人来说，而是对仪器来说的】放在第一位，同时还要尽可能减小实验的误差【误差从偶然和系统两个方面考虑，系统免不了，偶然可减小】，避免出现大量程测量小数值的情况。计算题的答题技巧（1）仔细审题，明确题意。每一道计算题，首先要认真读题，弄清题意。审题是对题目中的信息进行搜索、提取、加工的过程。在审题中，要特别重视题中的关键词和数据，如静止、匀速、 最大速度、一定、可能、刚好等。一个较为复杂的运动过程要分解成几个不同的阶段。否则，一旦做题方向偏了，只能是白忙一场。（2）敢于做题，贴近规律。解题就是建立起与未知数数量相等的方程个数，怎样建立方程呢？方程蕴含在物理过程中以及整个过程的各个阶段中，存在于状态或状态变化之中；隐藏在约束关系之中。应由题目中的物理现象及过程所对应的或贴近的物理规律，建立主体关系式。（3）敢于解题，深于研究。遇到设问多、信息多、过程复杂的题目，在审题过程中，若明确了某一阶段的情景，并列出了方程。要敢于先把结果解出来，这对完全理顺题意起着至关重要的作用。很多情况下第二阶段的情景要由第一阶段的结果来判定，所以第一阶段的结果成为打通障碍的重要武器。（4）答题要规范，得分有技巧简洁文字说明与方程式相结合尽量用常规方法，使用通用符号分步列式，不要用综合或连等式对复杂的数值计算题，最后结果要先解出符号表达，再代入数值进行计算。高中物理考试注意事项高三学习成绩不好怎么办？看高考蝶变掌握逆袭方法。淘宝搜索高考蝶变购买！1.计算大题绝对不能空着即便你做不上来，也要写该部分对应课本中的基本物理公式。需要注意的是，必须带入题中的符号。比如说题目中电荷量是e，你在答题纸上写q往往就不会给分了。阅卷中我们老师们都严格遵守采点给分原则，也就是说，你写对了几个物理公式（与答案一样），即便没有计算，我们也给对应的分值。这是阅卷的规则，谁都不能改变。2.重视画图解题过程中要受力分析、研究运动轨迹的，一定要画图，养成画图的好习惯。图像画出来虽然有时候是没分的，借助于图像来分析题意很方便。另外，物理题的答案并不是标准的，有的时候你写的与答案不一样，老师们怎么理解呢？看图是一个捷径。答题纸上的内容是给老师看的（是你和阅卷老师的对话），不要给老师们的阅卷制造困难，图一定要画。见到很多学生不画图，也没有个依据，就直接来个物理公式。我的第一感觉就是，莫非是抄别人的？相信判你卷子的老师也是一样的。3.物理试卷中几乎没有多选题四个选项都是对的物理多选题，基本上是不会有四个选项全对的，除非是非常老旧的题（90年代的高考题）。如果你物理成绩很差，我建议你把多选题都当成单选来做，这样更有利于得分，特别是多选题的最后一道题。4.不会的暂时跳过，合理分配考试时间同学们在考场上要注意解题时间的分配，没有思路的题先跳过去。建议多选题的最后一道先跳过，实验题的最后一个空，解答题的最后一问更是要留到最后再做。原因不解释了，大家都知道，不过王尚老师想说的是，真正的在考场上认真去执行的同学还是少数。小编推荐：高考物理答题技巧5.看不懂题意的，联系课本考点物理题联系实际的很多，比如天体联系宇航的，磁场联系粒子加速度器的，等等。这些应用问题很难理解，一个诀窍就是联系课本的考点。高中物理wuli.in题万变不离其宗，考点还是源于课本。在考场上监考的时候王尚老师就发现很多同学在那里天马行空般的思考，完全脱离了课本，这样怎么能做出来呢？6.联系课堂上老师讲过的典型题和上面的建议类似，遇到难题，无从下手，就回忆下课堂上老师讲过的一些典型题，总是有类似的地方的。物理题本身就是有规律的，很多思考方法和切入点都是类似的。另外，笔者提醒同学们可以到物理自诊断学习系统中去看我们总结的解题思路，帮助你梳理考点，搞明白定理定律、物理公式的使用。