高中物理选修3-3.8.2_气体的等容变化和等压变化

1、一、玻意耳定律一、玻意耳定律 1 1、内容、内容: :一定质量某种气体，在温度不变的一定质量某种气体，在温度不变的 情况下，压强情况下，压强p p与体积与体积V V成反比。成反比。 2 2、公式：、公式： pVpV=C=C( (常数常数) ) 或或p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 23.3.条件条件: : 一定质量气体且温度不变一定质量气体且温度不变4 4、适用范围：、适用范围：温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大复习回顾二二. .等温变化图象等温变化图象1 1、特点、特点: :(1)(1)等温线是双曲线的一支。等温线是双曲线的一支。(2)(2)温度越高温度越高, ,其等

2、温线离原点越远其等温线离原点越远. .2 2、图象意义、图象意义: :(1)(1)物理意义物理意义: :反映压强随体积的变化关系反映压强随体积的变化关系( (2 2) )图像上每点的意义图像上每点的意义: : 每一组数据每一组数据-反映某一状态反映某一状态阅读课文阅读课文, ,回答以下问题回答以下问题: :1 1、什么是气体的等容变化过程、什么是气体的等容变化过程? 2 2、气体的等容变化遵循什么规律、气体的等容变化遵循什么规律? 一、气体的等容变化一、气体的等容变化1、问题的提出：炎热的夏天，如果将自行车内胎充气过足，停车时又没能放在阴凉处，而是放在阳光下曝晒，这样极易爆裂，知道这是为什么吗

3、？ 答：答：曝晒过程中内胎容积变化甚微，可认为容积不变；当温度升高时导致气体压强增大而使车胎爆裂. 2气体等容变化：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。二、气体等容变化的规律气体质量一定，体积不变气体质量一定，体积不变控制变量法。控制变量法。 在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“控制变量法”保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系。 一定质量的气体，在体积不变的条一定质量的气体，在体积不变的条件下，压强件下，压强P P与温度成正比与温度成正比1 1、实验条件：、实验条件：2 2、实验方法：、实验方法：3 3

4、、结论：、结论： 气体的等压变化规律是由法国科学家查理通过气体的等压变化规律是由法国科学家查理通过实验发现的，我们把它叫做查理定律。实验发现的，我们把它叫做查理定律。三、查理定律三、查理定律 一定质量的某种气体，在体积一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强不变的情况下，压强P P与热力学温度与热力学温度T T成正比成正比. .2211TpTpCTP 也可写成也可写成 或或2 2、数学表述：、数学表述：（C C是比例常数）是比例常数）CTP或或2121TTPp压强不太大，温度不太低压强不太大，温度不太低注意：注意：P P与热力学温度与热力学温度T T成正比，不与摄氏温度成正比，成正比，不与

5、摄氏温度成正比，但压强的变化但压强的变化 p p与摄氏温度与摄氏温度 t t的变化成正比的变化成正比1 1查理定律：查理定律：3 3、适用条件：、适用条件：例例1 1、一定质量的氢气在、一定质量的氢气在00时的压强是时的压强是9 910104 4PaPa，保持氢气的体积不变，它在保持氢气的体积不变，它在9191时的压强是多大？时的压强是多大？基本规律简单应用基本规律简单应用思考思考1 1、冬季，装有半瓶水的暖水瓶经过一个夜晚，、冬季，装有半瓶水的暖水瓶经过一个夜晚，第二天拔瓶口的软木塞时会觉得很紧，不易拔出来，第二天拔瓶口的软木塞时会觉得很紧，不易拔出来，这是什么原因？这是什么原因？注意：查理

6、定律中的温度注意：查理定律中的温度T T为为开氏开氏温标，解题时注温标，解题时注意单位的统一。意单位的统一。4 4、图象表述：、图象表述：1 1、图像的物理意义：、图像的物理意义：描述一定质量的描述一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强随温气体，在体积不变的情况下，压强随温度变化的关系。度变化的关系。2 2、图像上点的物理意义：、图像上点的物理意义：图像上的每个点表示气体的图像上的每个点表示气体的一个确定状态（一个确定状态（T T、P P），同一图像上的各点描述的气体），同一图像上的各点描述的气体状态参量中，气体的体积相同，因此图像叫等容线。状态参量中，气体的体积相同，因此图像叫等容线。注意

7、：注意：1 1、P-TP-T图像是图像是正比例正比例函数函数, ,等容等容线与线与T T轴交点为轴交点为0 0开开. . P-tP-t图像是图像是一次一次函函数，等容线与数，等容线与t t轴交点为轴交点为-273.15-273.15例例2.如如图，能正确描述一定质量的气体等容变化规律图，能正确描述一定质量的气体等容变化规律的是（的是（ ）基本规律简单应用基本规律简单应用习题习题1 1对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的两倍，则气体温度的变化情况是到原来的两倍，则气体温度的变化情况是( () )A A气体的摄氏温度升高到原来的两倍气体的摄氏

8、温度升高到原来的两倍B B气体的热力学温度升高到原来的两倍气体的热力学温度升高到原来的两倍C C气体的摄氏温度降为原来的一半气体的摄氏温度降为原来的一半D D气体的热力学温度降为原来的一半气体的热力学温度降为原来的一半2 2、盛有氧气的钢瓶，在、盛有氧气的钢瓶，在1717的室内测得氧气的压强的室内测得氧气的压强是是9.319.3110106 6PaPa。当钢瓶搬到。当钢瓶搬到-13-13的工地上时，瓶的工地上时，瓶内氧气的压强变为内氧气的压强变为8 8。151510106 6PaPa。钢瓶是不是漏气？。钢瓶是不是漏气？为什么？为什么？阅读课文阅读课文, ,回答以下问题回答以下问题: :1 1、

9、什么是气体的等压变化过程、什么是气体的等压变化过程? 2 2、气体的等压变化遵循什么规律、气体的等压变化遵循什么规律? 一、气体的等压变化CTV CTV 一定质量的气体在压强不变一定质量的气体在压强不变时，体积随温度变化叫等压变化。时，体积随温度变化叫等压变化。 一定质量的某种气体，在压一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积强不变的情况下，其体积V V与热力学温度与热力学温度T T成正比。成正比。3 3、数学表述：、数学表述： 或或 （C C为常数）为常数）压强不太大、温度不太低压强不太大、温度不太低2211TVTV1 1、气体的等压变化：、气体的等压变化：2 2、盖、盖吕萨克定律：吕

10、萨克定律：4 4、适用条件：、适用条件：5、图像表述1 1、图像的物理意义：、图像的物理意义：描述一定质量的描述一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积随温气体，在压强不变的情况下，体积随温度变化的关系。度变化的关系。2 2、图像上点的物理意义：、图像上点的物理意义：图像上的每个点表示气体图像上的每个点表示气体的一个确定状态（的一个确定状态（V V、T T），同一图像上的各点描述），同一图像上的各点描述的气体状态参量中，气体的压强相同，因此图像叫的气体状态参量中，气体的压强相同，因此图像叫等压线。等压线。3 3、V-TV-T图像是图像是正比例正比例函数，等容线与函数，等容线与T T轴交点为轴交

11、点为0 K0 K；V-tV-t图像是图像是一次一次函数，函数，等容线与等容线与t t轴交点为轴交点为-273.15-273.15。例例1 1: :某种气体在状态时压强某种气体在状态时压强2 210105 5Pa,Pa,体体积为积为1m1m3,3,温度为温度为200K,200K,(1)(1)它在等温过程中由状态它在等温过程中由状态A A变为状态变为状态B,B,状态状态B B 的体积为的体积为2m2m3 3, ,求状态求状态B B 的压强的压强. .(2)(2)随后随后, ,又由状态又由状态B B 在等容过程中变为状态在等容过程中变为状态C ,C ,状态状态C C 的温度为的温度为300K,300

12、K,求状态求状态C C 的压强的压强. .基本规律简单应用基本规律简单应用例2.如图所示，p表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，t表示摄氏温度，各图中正确描述一定质量理想气体等压变化规律的是（ ）例3.如图所示，气缸中封闭着温度为100的空气，一重物用绳索经滑轮跟缸中活塞相连接，且处于平衡状态，这时活塞离气缸底的高度为10 cm，如果缸内空气变为0，（1）重物是上升还是下降？（2）这时重物将从原地移动多少cm?基本规律简单应用基本规律简单应用一、图像斜率意义一、图像斜率意义一定质量的气体，不同一定质量的气体，不同体积下的图像体积下的图像1 1、2 2，等，等容线的容线的斜率反映斜率反映了体

13、积了体积的大小的大小一定质量的气体，不同一定质量的气体，不同压强下的图像压强下的图像1 1、2 2，等，等容线的容线的斜率反映斜率反映了体积了体积的大小的大小1 1、等容线、等容线2 2、等压线、等压线V V2 2V V1 1P P2 2P P1 1如图：一定质量的气体从初状态如图：一定质量的气体从初状态（T T1 1、P P1 1）开始，发生一个等容变）开始，发生一个等容变化过程，其压强的变化量化过程，其压强的变化量PP与温度与温度变量变量TT间的关系：间的关系：PTTP推论推论1 1：一定质量的气体在等容变化时，升高一定质量的气体在等容变化时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压

14、强（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的是相同的二、两个推论二、两个推论表达式：表达式：PPTT二、两个推论二、两个推论如图：一定质量的气体从初状态（如图：一定质量的气体从初状态（V V、T T）开始，发生一个等压变化过程，）开始，发生一个等压变化过程，其压强的变化量其压强的变化量VV与温度变量与温度变量TT间间的关系的关系VTTV推论推论2 2：一定质量的气体在等压时，升高（或降一定质量的气体在等压时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的体积是相同低）相同的温度，所增加（或减小）的体积是相同的的表达式：表达式：例例1.1.一定质量的气体，在体积不变时，温度每升高一定质量

15、的气体，在体积不变时，温度每升高11，它的压强增加量它的压强增加量( )( ) A. A.相同相同 B.B.逐渐增大逐渐增大 C. C.逐渐减小逐渐减小 D.D.成正比例增大成正比例增大例例2、粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为水银柱将管中气体分为A和和B两部分，如图所示两部分，如图所示.已知已知两部分气体两部分气体A和和B的体积关系是的体积关系是Vb=3Va,将玻璃管温度将玻璃管温度均升高相同温度的过程中均升高相同温度的过程中,水银将（水银将（ ） A.向向A端移动端移动 B.向向B端移动端移动 C.始终不动始终不动 D.以上

16、三种情况都有可能以上三种情况都有可能基本规律简单应用基本规律简单应用随堂练习随堂练习练习练习1 1、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低时：时：A A、压强减小，密度减小、压强减小，密度减小; ; B B、压强减小，密度增大；、压强减小，密度增大；C C、压强不变，密度减小；、压强不变，密度减小； D D、压强减小，密度不变、压强减小，密度不变练习练习2 2、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中正确的是：正确的是：A A、气体压强的改变量与摄氏温度成正比；、气体压强的改变量与摄氏温度成正比；B B、气体的压强与摄氏温度成正比；、气体的压强与摄氏温度成正比；C C、气体压强的改变量与热力学温度的改变量成正比；、气体压强