【物理】气体的等压变化和等容变化 2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptx

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1、第第二二章章 气体、固体和液体气体、固体和液体第第2 2节节 气体的等温变化气体的等温变化(第一课时第一课时)知识回顾1、气体等温变化的规律？一定质量的某种气体在温度不变的情况下，压强P与体积V成反比。（玻意耳定律）pV=C(常数常数)或或 p1V1=p2V2 2、一定质量气体的等温线有何特点？烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么?在保持气体压强不变的情况下，一定质量气体的体积随温度的升高而增大。等压变化等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化的过程。一、气体的等压变化1.盖-吕萨克定律：法国科学家盖-

2、吕萨克首先通过实验发现：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V 与热力学温度T 成正比。这里的C和玻意耳定律表达式中的C都泛指比例常数，但它们并不相等。2.公式表述：或 V=CT3.适用范围：温度不太低，压强不太大 气体的质量和压强都不变。注意：不是与摄氏温度t成正比4.图象等压线一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积随温度变化关系的直线，叫做等压线。思考：如何在V-t图像中表示等压线？想一想：为什么点附近用虚线？同一气体，在不同压强下等压线的斜率有何不同？不可能达到热力学绝对零度不可能达到热力学绝对零度P1 P2同一等压线上各点压强相同同一等压线上各点压强相同,且斜率越大，压强越

3、小。且斜率越大，压强越小。【例题1】一容器中装有某种气体，且容器上有一个小口与外界大气相通，原来容器内的温度为27，若把它加热到127，从容器中溢出的空气质量是原来质量的多少倍呢？二、气体的等容变化1.查理定律：法国科学家查理通过实验发现：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，它的压强 P 与热力学温度 T 成正比。注意：不是与摄氏温度t成正比2.公式表述：3.适用范围：温度不太低，压强不太大 气体的质量和体积都不变。4.图象等容线一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强随温度变化关系的直线，叫做等容线。思考：如何在P-t 图像中表示等容线？想一想：为什么点附近用虚线？同一气体，在不同体积下

4、等容线的斜率有何不同？不可能达到热力学绝对零度不可能达到热力学绝对零度同一等容线上各点体积相同同一等容线上各点体积相同,且斜率越大，体积越小。且斜率越大，体积越小。V1V21、确定研究对象，即被封闭的气体2、分析研究对象在状态变化时是否：质量一定，体积/压强不变3、确定初、末两个状态的压强/体积、温度（先转化为热力学温度）4、根据查理定律/盖-吕萨克定律列式求解 三、利用查理定律和盖-吕萨克定律的解题思路查理定律与盖吕萨克定律的比较第第二二章章 气体、固体和液体气体、固体和液体第第2 2节节 气体的等温变化气体的等温变化(第二课时第二课时)1、三大气体实验定律内容是什么？压强不太大（相对大气压

5、强）、温度不太低（相对室温）知识回顾2、这三大气体实验定律适用范围的相同点是什么？气体实验定律玻意耳定律玻意耳定律查理定律查理定律盖盖-吕萨克定律吕萨克定律p1V1=p2V2 这些定律都是在压强不太大压强不太大（相对大气压强）、温度不太低温度不太低（相对室温）的条件下总结出来的。当压强很大、温度很低时，由三个气体实验定律计算的结果与实际测量结果有很大的差别。一、理想气体1、定义：假设有这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都遵从气体实验定律，我们把这样的气体叫做“理想气体”。2、理想气体的特点：（1）理想气体是不存在的，是一种理想模型。（2）在温度不太低，压强不太大时实际气体都可看成是理想气体

6、。（3）从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。（4）从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，与气体的体积无关。【例1】某种气体的压强为2105Pa，体积为1m3，温度为200K。它经过等温过程后体积变为2m3。随后又经过等容过程，温度变为300K，求此时气体的压强？思路：分别按等温变化和等容变化来求解。二、理想气体状态方程1、内容：一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积

7、与热力学温度的比值保持不变。3、使用条件：一定质量的某种理想气体。2、公式：恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由理想气体的物质的量决定。【例1】某种气体的压强为2105Pa，体积为1m3，温度为200K。它经过等温过程后体积变为2m3。随后又经过等容过程，温度变为300K，求此时气体的压强？三、对气体实验定律的微观解释1.玻意耳定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度保持不变，体积减小时，分子的数密度增，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强增大。2.盖-吕萨克定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度升高时，只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变

8、。3.查理定律的微观解释：一定质量某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变。在这种情况下，温度升高时，气体的压强增大。【例2】如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则在此状态变化过程中(B )A气体的温度不变B气体的内能增大C气体分子的平均速率减小D气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数不变【例3】（多选）一定质量的理想气体在等容变化过程中测得，气体在0时的压强为P0，10时的压强为P10，则气体在21时的压强在下述各表达式中正确的是(AD )A B C D【例4】如图，一导热性良好的气缸内用活塞封住一定量的气体(不计活塞与缸壁摩擦)，当温度升高时

9、，改变的量有(B )A活塞高度hB气缸体高度HC气体压强pD弹簧长度L【例5】(多选)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在(AB )Aab过程中不断增加Bbc过程中保持不变Ccd过程中不断增加Dda过程中保持不变【例6】（多选）如图所示，A端封闭有气体的U形玻璃管倒插入水银槽中，当温度为T1时，管中水银面处在M处，温度为T2时，管中水银面处在N处，且M、N位于同一高度，若大气压强不变，则：（A D ）A.两次管中气体压强相等B.T1时管中气体压强小于T2时管中气体压强C.T1T2MNA 课堂小结玻意耳定律玻意耳定律查理定律查理定律盖盖-吕萨克定律吕萨克定律p1V1=p2V2理想气体状态方程