高考物理二轮复习学案_气体的等容和等压变化.docx

气体的等容变化和等压变化1.气体的等容变化1.1 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。1.2 查理定律 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，即；用表示记为：或或例1如图所示，静止的汽缸内封装了一定质量的气体，水平轻杆一端固定在墙壁上，另一端与汽缸内的活塞相连，已知大气压强为，汽缸的质量为，活塞质量不计，其横截面积为，汽缸与地面间的最大静摩擦力为汽缸重的，活塞与汽缸之间的摩擦可忽略。开始时被封闭气体的压强为、温度为，取，试求： (1)缓慢升高气体温度，汽缸恰好开始向左运动时气体的压强和温度.(2)某同学认为封闭气体的温度只有在到(1)问中的之间，才能保证汽缸静止不动，你是否同意他的观点？若同意，请说明理由；若不同意，计算出正确的结果.变式1扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象，如图所示，截面积为的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为，压强为大气压强。当封闭气体温度上升至时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为，温度仍为.再经过一段时间，内部气体温度恢复到.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求：(1)当温度上升到且尚未放气时，封闭气体的压强；(2)当温度恢复到时，竖直向上提起杯盖所需的最小力.变式2如图所示，汽缸横截面积为，、两个汽缸中装有体积均为、压强均为(标准大气压)，温度均为的理想气体，中间用细管连接，细管中有一绝热活塞，细管容积不计.现给左侧的活塞施加一个推力，使其缓慢向右移动，同时给中气体加热，使汽缸中的气体温度保持不变，且活塞保持在原位置不动，不计活塞与器壁间的摩擦，周围大气压强为，当推力时，求：(1)活塞向右移动的距离是多少？(2)汽缸中的气体升温到多少？例2如图所示(1)，容器和分别盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管连通，管内有一段水银柱将两种气体隔开.当氢气的温度为、氧气的温度为时，水银柱保持静止，判断下列情况下，水银柱将怎样移动()：(1)两种气体均升温20；(2)氢气升温10，氧气升温20；(3)若初状态如图(2)所示且气体初温相同，两种气体均降温10 (1) (2) 变式1如选项图所示，四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态.如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是( )2.等容过程的图像和图像2.1 图像一定质量的某种气体，在等容变化过程中，气体的压强和热力学温度的图线(等容线)是一条过坐标原点的倾斜直线，如图所示。，即体积越大，斜率越小2.图像一定质量的某种气体，在等容变化过程中，气体的压强与摄氏温度是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图所示，气体的压强与摄氏温度的图线(等容线)是一条延长线通过横轴上的倾斜直线，且斜率越大，体积越小图像纵轴的截距是气体在0时的压强。例1将质量相同的同种气体分别密封在体积不同的两容器、中，保持两部分气体体积不变，、两部分气体的压强随温度的变化图线如图所示.则下列说法错误的是( )A.部分气体的体积比部分小B.、直线的延长线将相交于轴上的同一点C.、部分气体温度改变量相同时，压强改变量相同D.、部分气体温度改变量相同时，部分气体压强改变量较大变式1如图是一定质量的理想气体在两个不同体积状态下的等容变化图像，下列说法正确的是( )A.点对应的气体体积大于点对应的气体体积B.点对应的气体分子密集程度大于点的分子密集程度C.由状态沿直线到状态气体经历的是等容过程D.气体在状态点时的值等于气体在状态时的值3.气体的等压变化3.1 等压变化一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化叫做等压变化3.2 盖-吕萨克定律 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比；用公式记为或或例1如图所示，汽缸中封闭着温度为的空气，一重物用绳索经滑轮跟汽缸中活塞相连接，重物和活塞都处于平衡状态，这时活塞离汽缸底的高度为，如果缸内空气温度缓慢降至，重物将上升的距离为多少？()变式1如图所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，横截面积为的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体封闭在汽缸内.温度为时，活塞离汽缸底部的高度为.将气体加热到时，活塞上升了，不计摩擦力及固体体积的变化.求物体的体积.变式2如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口和，、间距为，距缸底的高度为；活塞只能在、间移动，其下方密封有一定质量的理想气体.已知活塞质量为，面积为，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦.开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为，温度均为.现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达处.求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功.重力加速度大小为.变式3如图所示，透热的汽缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量，活塞质量，活塞面积，活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气，此时，缸内气体的温度为，活塞刚好位于汽缸正中间，整个装置都静止.已知大气压恒为，重力加速度为，求：(1)缸内气体的压强.(2)缸内气体的温度升高到多少摄氏度时，活塞恰好会静止在汽缸缸口处.例2如图所示，三支粗细相同的玻璃管，中间都用一段水银柱封住温度相同的空气柱，且，.若升高相同的温度，则管中水银柱向上移动最多的是( )A.丙管 B.甲管和乙管C.乙管和丙管 D.三管中水银柱上移一样多变式1如图所示，两根粗细相同、两端开口的直玻璃管和，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量、温度相同的空气，空气柱长度，水银柱长度，今使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变)，则两|管中气柱上方水银柱的移动情况是( )A.均向下移动，管移动较多B.均向上移动，管移动较多C.管向上移动，管向下移动D.无法判断4.等压变化的图像和图像4.1 图像一定质量的某种气体，在等压过程中，气体的体积和热力学温度的图线(等压线)是一条过坐标原点的倾斜直线，如图所示，即压强越大，斜率越小4.2 图像一定质量的某种气体，在等压过程中，气体的体积与摄氏温度是一次线性函数关系，不是简单的正比例关系，如图所示，图像纵轴的截距是气体在时的体积，气体的体积与摄氏温度的图线(等压线)是一条延长线通过横轴上的倾斜直线，且斜率越大，压强越小例1表示压强，表示体积，表示热力学温度，表示摄氏温度，下列图中能正确描述一定质量的理想气体等压变化规律的是( )5.盖吕萨克定律和查理定律的综合使用例1一定质量气体的状态变化过程的图线如图所示，其中 是初始态，、是中间状态。为双曲线的一部分， 与纵轴平行，与横轴平行。如将上述变化过程改用图线和图线表示，则在下列的各图中正确 的是( )变式1如图为一定质量理想气体的压强与体积的关系图象,它由状态经过等容过程到状态,再经过等压过程到状态.设、状态对应的温度分别为、,则下列关系式中正确的是(   )A.， B. ， C. ， D. ， 例2如图是一定质量的理想气体状态按图中箭头顺序变化，状态的温度为，为一段双曲线.试求出、,并画出气体状态变化的图象.变式1如图所示，一定质量的理想气体从状态经、再回到，问、是什么过程？已知在状态A时容积为，并把此图改画为图 例3一圆筒形汽缸水平放置在水平地面上，内壁光滑，下端密封，上端封闭但留有一抽气孔，汽缸内下部被活塞封住一定量的理想气体，气体温度为，开始时，活塞上方的压强，活塞下方气体的体积为，活塞上方气体的体积为，活塞重力产生的压强是，将活塞上方缓慢抽成真空并密封，整个抽气过程中缸内气体温度始终保持不变然后将密封的气体缓慢加热求：(1)活塞刚碰到汽缸顶部时气体的温度。(2)当气体温度达到时，气体的压强。8学科网（北京）股份有限公司