1、第八章第八章 气体气体第二节第二节 气体的等容变化和气体的等容变化和 等压变化等压变化查理定律、盖查理定律、盖吕萨克定律吕萨克定律一、气体的等容变化一、气体的等容变化 1 1、等容变化：、等容变化：一定质量一定质量气体在气体在体积不变体积不变的情的情况下，其压强随温度的变化叫做况下，其压强随温度的变化叫做等容变化等容变化 2 2、查理定律：一定质量查理定律：一定质量的某种气体，在的某种气体，在体积体积不变不变的情况下，的情况下，压强压强p p与热力学温度与热力学温度T T成成正比正比思考：思考：为什么隔夜的水杯为什么隔夜的水杯( ( 半杯水半杯水 ) )难以打开难以打开？（压强随着温度的升高而
2、增大，随着温度的降低而（压强随着温度的升高而增大，随着温度的降低而减小，但压强减小，但压强和温度不是正比关系。）和温度不是正比关系。） 2211TpTpCTp3 3、表达式表达式 或或（1 1）查理定律是实验定律，由法国科学家查）查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的理通过实验发现的（2 2）成立条件：成立条件：气体质量一定，体积不变气体质量一定，体积不变（3 3）在）在P/T=CP/T=C中的中的C C与气体的种类、质量、与气体的种类、质量、体积有关体积有关注意：注意：p p与热力学温度与热力学温度T T成正比，不与摄氏成正比，不与摄氏温度成正比，但压强的变化温度成正比，但压强的
3、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（4 4）一定质量的气体在等容时，升高（或）一定质量的气体在等容时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的压强是相同的（5 5）解题时前后两状态压强的单位要统一）解题时前后两状态压强的单位要统一 4 4等容线等容线 （1 1）等容线：）等容线：一定质量一定质量的某种气体在的某种气体在等容变化等容变化过程中，压强过程中，压强p p跟热力学温度跟热力学温度T T成正比关系，成正比关系，p pT T在直角坐标系中的图象叫做在直角坐标系中的图象叫做等容线等容线（2 2）一定质量气体的等
4、容线）一定质量气体的等容线p pT T图象，图象，其其延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小，如图所示如图所示体积越大，斜率越小；体积越大，斜率越小；体积越小，斜率越大。体积越小，斜率越大。V V1 1VV2 2例例1 1 一定质量的气体，保持体积不变，温度从一定质量的气体，保持体积不变，温度从11升高到升高到55，压强的增量为，压强的增量为 2.02.010103 3 Pa Pa，则，则 A A它从它从55升高到升高到1010，压强增量为，压强增量为2.02.010103 3PaPaB B它从它从1515升高到升高到2020，压强增量为，压强增量为2.02.
5、010103 3PaPaC C它在它在00时，压强约为时，压强约为1.41.410105 5PaPaC练习练习1 1、密闭在容积不变的容器中的气体，当、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低时：温度降低时：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D练习练习2 2、下列关于一定质量的气体的等容变化的说、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中正确的是：法中正确的是：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
6、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成正比；、气体压强的改变量与热力学温度成正比；D D、气体的压强与热力学温度成正比。、气体的压强与热力学温度成正比。D二、气体的等压变化二、气体的等压变化1 1、等压过程：、等压过程：一定质量一定质量气体在气体在压强不变压强不变的情况的情况下下, ,其体积随温度的变化叫做其体积随温度的变化叫做等压变化等压变化2 2、盖盖- -吕萨克定律：一定质量吕萨克定律：一定质量的某种气体，在的某种气体，在压强不变压强不变的情况下，的情况下，体积体积V V与与热力学温度热力学温度T T成成正正比比.
7、.2211TVTVCTV3 3、表达式或表达式或（1 1）盖）盖- -吕萨克定律是实验定律，由法国科吕萨克定律是实验定律，由法国科学家盖学家盖- -吕萨克通过实验发现的吕萨克通过实验发现的（2 2）成立条件成立条件：气体质量一定，压强不变：气体质量一定，压强不变（3 3）在）在 V/T=C V/T=C 中的中的C C与气体的与气体的种类、质量、种类、质量、压强有关压强有关注意：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）一定质量的气体发生等压变化时，升高）一定质量的气体发生等压变化时，升高（或降低）相同的温度，增加（或减小）的（或降低）相同的温度，
8、增加（或减小）的体积是相同的体积是相同的（5 5）解题时前后两状态的体积单位要统一）解题时前后两状态的体积单位要统一4 4等压线等压线（1 1）等压线：）等压线：一定质量一定质量的某种气体在的某种气体在等压变等压变化化过程中，体积过程中，体积V V与热力学温度与热力学温度T T的正比关系的正比关系在在V VT T直角坐标系中的图象叫做直角坐标系中的图象叫做等压线等压线（2 2）一定质量气体的等压线的）一定质量气体的等压线的V VT T图象，其图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映压强大小，延长线经过坐标原点，斜率反映压强大小，如图所示如图所示P1P2不同压强下的等不同压强下的等压线压线, ,斜率
9、越大斜率越大, ,压强越小压强越小. .P1P2 有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡璃泡A内封有一定量气体，与内封有一定量气体，与A相连的相连的B管插在水槽中，管管插在水槽中，管内水银面的高度内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由并可由B管上的刻度直接读出管上的刻度直接读出设设B管的体积与管的体积与A玻璃泡的体积相比可忽略不计玻璃泡的体积相比可忽略不计在在1标准大气压下对标准大气压下对B管进行管进行温度刻度温度刻度(1标准大气压相当于标准大气压相当于76 cmHg的压强，的压强，等于等
10、于101 kPa)已知当温度已知当温度t127 时，管内时，管内水银面高度水银面高度x116 cm，此高度即为，此高度即为27 的刻的刻度线，问度线，问t0 的刻度线在何处的刻度线在何处类型一：基本公式的应用类型一：基本公式的应用所以：所以： 0 的刻度线在的刻度线在76-54.6=21.4 cmHg例例2:2: 、封闭在容积不变的容器内装有一定质量的气、封闭在容积不变的容器内装有一定质量的气体，当它的温度为体，当它的温度为2727时，其压强为时，其压强为4 4 10 104 4PaPa，那，那么，当它的温度升高到么，当它的温度升高到37 37 时，它的压强为多大？时，它的压强为多大？解：因为
11、气体体积不变，故气体为等容变化。解：因为气体体积不变，故气体为等容变化。初态：初态： 4 4 10 104 4PaPa，=t=t1 1+273=27+273=300K+273=27+273=300K。末态：末态：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：变形可得：变形可得：（） 4.134.1310104 4(Pa)(Pa)答：它的压强为答：它的压强为4.13 4.13 10104 4PaPa。查理定律与盖查理定律与盖吕萨克定律的比较吕萨克定律的比较一定质量的气体不同图象比较一定质量的气体不同图象比较类别类别图线
12、图线特点特点举例举例pVpV之积越大的等温线温之积越大的等温线温度越高，线离原点越远度越高，线离原点越远p1/V斜率越大，温度越高斜率越大，温度越高pT斜率越大，斜率越大，体积越小体积越小VT斜率越大，斜率越大，压强越小压强越小 图像问题：图像问题：如图甲所示，为一定质量的气体由状态如图甲所示，为一定质量的气体由状态A经经过状态过状态B变为状态变为状态C的的VT图象已知气体在状态图象已知气体在状态A时的压强是时的压强是1.5105 Pa.(1)说出说出AB过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中计算图中TA的温度值；的温度值；(2)请在图
13、乙所示的坐标系中，作出由状态请在图乙所示的坐标系中，作出由状态A经过状态经过状态B变为状态变为状态C的的pT图象，并在图象相应位置上标出字母图象，并在图象相应位置上标出字母A、B、C.如果需如果需要计算才能确定有关坐标值，请根据实际情况写出计算过程要计算才能确定有关坐标值，请根据实际情况写出计算过程 一定质量气体的状态变化过程一定质量气体的状态变化过程的的pV图线如图所示，其中图线如图所示，其中A是初始是初始态，态，B、C是中间状态是中间状态AB为双曲为双曲线的一部分，线的一部分，BC与纵轴平行，与纵轴平行，CA与横轴平行如将上述变化过程与横轴平行如将上述变化过程改用改用pT图线和图线和VT图
14、线表示，则在图线表示，则在下列的各图中正确的是下列的各图中正确的是()解析：解析：在在pV图象中，气体由图象中，气体由AB是等温过程，是等温过程，且压强减小，气体体积增大；由且压强减小，气体体积增大；由BC是等容过程，是等容过程，且压强增大，气体温度升高；由且压强增大，气体温度升高；由CA是等压过程，是等压过程，且体积减小，温度降低由此可判断在且体积减小，温度降低由此可判断在pT图中图中A错、错、B正确，在正确，在VT图中图中C错、错、D正确正确答案：答案：BD 类型三：类型三： 6 . 如图，水平放置的汽缸内壁光滑，一个不如图，水平放置的汽缸内壁光滑，一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为导热的
15、活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分，两部分，两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热。开始时，热。开始时，A气体的体积是气体的体积是B的一半，的一半，A气体气体的温度是的温度是17C，B气体的温度是气体的温度是27C，活塞静，活塞静止。现缓慢加热汽缸内气体，止。现缓慢加热汽缸内气体， 使使A、B两部分气两部分气体的温度都升高体的温度都升高10C，在此过程中活塞向哪个，在此过程中活塞向哪个方向移动？方向移动？AB答案答案设想先保持设想先保持A、B的体积不变的体积不变, 当温度分别升高当温度分别升高10C时时, 对对A有有AAAATpTp AAAAAppTTp290300 同理，对同理，对B有有BBBBBppTTp300310 由于由于pApB，300310290300 所以所以pApB 故活塞向右移动。故活塞向右移动。
