1、第八章第八章 气气 体体2.气体的等容变化和等压变化气体的等容变化和等压变化第八章第八章 气气 体体第八章第八章 气气 体体一、气体的等容变化一、气体的等容变化1等容变化：等容变化：一定质量的气体在体积不变时一定质量的气体在体积不变时 随随 的的变化变化2查理定律查理定律(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强强p与热力学温度与热力学温度T成成 压强压强温度温度正比正比pCT 第八章第八章 气气 体体(3)图象：图象：(4)适用条件：适用条件：气体的气体的 不变不变气体的气体的 不变不变质量质量体积体积第八章第八章 气气 体体二、
2、气体的等压变化二、气体的等压变化1等压变化：等压变化：一定质量的气体，在压强不变的情况下，一定质量的气体，在压强不变的情况下， 随随 的变化的变化2盖盖吕萨克定律吕萨克定律(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积与热力学温度成 (2)表达式：表达式： 或或 或或 .体积体积温度温度正比正比VCT第八章第八章 气气 体体(3)图象图象【特别提醒】【特别提醒】若横轴用摄氏度若横轴用摄氏度t表示，则在表示，则在pt图象中的图象中的等容线或等容线或Vt图象中的等压线均不再过原点，它们的延长线应图象中的等压线均不再过原点，它
3、们的延长线应过过273.15 .(4)适用条件：适用条件：气体气体 不变；不变；气体气体 不变不变. 质量质量压强压强第八章第八章 气气 体体一、查理定律与盖一、查理定律与盖吕萨克定律的比较吕萨克定律的比较第八章第八章 气气 体体二、一定质量的气体不同图象比较二、一定质量的气体不同图象比较类别类别图线图线特点特点举例举例pVpV之积越大的等温线之积越大的等温线温度越高，线离原点温度越高，线离原点越远越远p1/V斜率越大，温度越高斜率越大，温度越高第八章第八章 气气 体体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，压强越小压强越小第八章第八章 气气 体体第八章第八章 气气 体
4、体 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经过状态经过状态B变变为状态为状态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过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中息，计算图中TA的温度值；的温度值；(2)请在图乙所示的坐标系中，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变为变为状态状态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果需
5、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程第八章第八章 气气 体体第八章第八章 气气 体体第八章第八章 气气 体体 一定质量气体的状态变化过程的一定质量气体的状态变化过程的pV图线如图所示，其中图线如图所示，其中A是初始态，是初始态，B、C是是中间状态中间状态AB为双曲线的一部分，为双曲线的一部分，BC与与纵轴平行，纵轴平行，CA与横轴平行如将上述变化与横轴平行如将上述变化过程改用过程改用pT图线和图线和VT图线表示，则在下图线表示，则在下列的各图中正确的是列的各图中正确的是()第八章第八章 气气 体体解析：解析：在在pV图象中，气体由图象中，气体由AB是等温过程，且压强是等温过程
6、，且压强减小，气体体积增大；由减小，气体体积增大；由BC是等容过程，且压强增大，气体是等容过程，且压强增大，气体温度升高；由温度升高；由CA是等压过程，且体积减小，温度降低由此是等压过程，且体积减小，温度降低由此可判断在可判断在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 第八章第八章 气气 体体第八章第八章 气气 体体 有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡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，管内水银面的管插在水槽中，管内水银面的高度高度x即可反映泡内气体的温
7、度，即环境温度，并可由即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的管上的刻度直接读出设刻度直接读出设B管的体积与管的体积与A玻璃泡的体积玻璃泡的体积相比可忽略不计在相比可忽略不计在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第八章第八章 气气 体体思路点拨：思路点拨：第八章第八章 气气 体体答案：答案：21.4 cm第
8、八章第八章 气气 体体【反思总结】【反思总结】利用查理定律解题的一般步骤：利用查理定律解题的一般步骤：(1)确定研究对象，即被封闭的气体确定研究对象，即被封闭的气体(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律条件是否分析被研究气体在状态变化时是否符合定律条件是否是质量和体积保持不变是质量和体积保持不变(3)确定初、末两个状态的温度、压强或温度、体积确定初、末两个状态的温度、压强或温度、体积(4)按查理定律公式列式求解按查理定律公式列式求解(5)分析检验求解结果分析检验求解结果第八章第八章 气气 体体【跟踪发散】【跟踪发散】11：用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和：用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便
9、，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸我们通常用的方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸我们通常用的可乐易拉罐容积可乐易拉罐容积V355 mL.假设在室温假设在室温(17 )罐内装有罐内装有0.9V的的饮料，剩余空间充满饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为气体，气体压强为1 atm.若易拉罐承受若易拉罐承受的压强为的压强为1.2 atm，则保存温度不能超过多少？，则保存温度不能超过多少？第八章第八章 气气 体体 答案：答案：75 第八章第八章 气气 体体 如图所示，活塞的质量为如图所示，活塞的质量为m，大气压强为，大气压强为p0，当密闭气，当密闭气体的温度由体的温度由T1升高到升高到T2时
10、，求：时，求：(1)温度为温度为T2时气体的压强；时气体的压强；(2)温度为温度为T2时的气体体积时的气体体积(汽缸的横截面积为汽缸的横截面积为S，忽略活塞与汽缸间的摩擦，温度，忽略活塞与汽缸间的摩擦，温度T1时时气体的体积为气体的体积为V1)第八章第八章 气气 体体思路点拨：思路点拨：第八章第八章 气气 体体第八章第八章 气气 体体【反思总结】【反思总结】利用盖利用盖吕萨克定律解题的一般步骤吕萨克定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，即某被封闭气体确定研究对象，即某被封闭气体(2)分析状态变化过程，明确初、末状态，确认在状态变化分析状态变化过程，明确初、末状态，确认在状态变化过程中气体的质量
11、和体积保持不变过程中气体的质量和体积保持不变(3)分别找出初、末两状态的温度、压强或温度、体积分别找出初、末两状态的温度、压强或温度、体积(4)根据盖根据盖吕萨克定律列方程求解吕萨克定律列方程求解(5)分析所求结果是否合理分析所求结果是否合理第八章第八章 气气 体体【跟踪发散】【跟踪发散】21：一气象探测气球，在充有压强为：一气象探测气球，在充有压强为1.00 atm(即即76.0 cmHg)、温度为、温度为27.0 的氦气时，体积为的氦气时，体积为3.50 m3.在在上升至海拔上升至海拔6.50 km高空的过程中，气球内氦气的压强逐渐减小高空的过程中，气球内氦气的压强逐渐减小至此高度上的大气
12、压至此高度上的大气压36.0 cmHg，气球内部因启动一持续加热过，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变此后停止加热，保持高度不变已知在程而维持其温度不变此后停止加热，保持高度不变已知在这一海拔高度气温为这一海拔高度气温为48.0 .求：求：(1)氦气在停止加热前的体积；氦气在停止加热前的体积；(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积氦气在停止加热较长一段时间后的体积第八章第八章 气气 体体解析：解析：(1)在气球上升至海拔在气球上升至海拔6.50 km高空的过程中，气球高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程内氦气经历一等温过程根据玻意耳定律有根据玻意耳定律有p1V1p2V2式中，式中
13、，p176.0 cmHg，V13.50 m3，p236.0 cmHg，V2是是在此等温过程末氦气的体积在此等温过程末氦气的体积由由式得式得V27.39 m3(2)在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T1300 K下降到与外界气体温度相同，即下降到与外界气体温度相同，即T2225 K这是一等压过这是一等压过程根据盖程根据盖吕萨克定律有吕萨克定律有第八章第八章 气气 体体 答案：答案：(1)7.39 m3(2)5.54 m3第八章第八章 气气 体体 如图所示，一定质量的气体从状态如图所示，一定质量的气体从状态A经经B、C、D再回再回到到A.问问AB、
14、BC、CD、DA是什么过程？已知气体在状态是什么过程？已知气体在状态A时的时的体积是体积是1 L，求在状态，求在状态B、C、D时的体积各为多少，并把此图改时的体积各为多少，并把此图改为为pV图图第八章第八章 气气 体体解析：解析：AB为等容线，压强随温度升高而增大为等容线，压强随温度升高而增大BC为等压过程，体积随温度升高而增大为等压过程，体积随温度升高而增大CD为等温变化，体积随压强减小而增大为等温变化，体积随压强减小而增大DA为等压变化，体积随温度降低而减小为等压变化，体积随温度降低而减小第八章第八章 气气 体体答案：答案：见解析见解析【反思总结】【反思总结】图象的分析方法及应用：图象的分
15、析方法及应用：(1)图象上的某一点表示一定质量气体的一个平衡状态；图图象上的某一点表示一定质量气体的一个平衡状态；图象上的某一线段，表示一定质量气体的状态变化的一个过程象上的某一线段，表示一定质量气体的状态变化的一个过程(2)应用图象解决问题时，要注意数学公式与图象的数图转应用图象解决问题时，要注意数学公式与图象的数图转换，图象与物理过程、物理意义之间的关系换，图象与物理过程、物理意义之间的关系(3)在图形转换时，关键是要明确状态的各个参量，并正确在图形转换时，关键是要明确状态的各个参量，并正确分析出各过程的性质及图象特点分析出各过程的性质及图象特点第八章第八章 气气 体体【跟踪发散】【跟踪发
16、散】31：如图所示，为一定质量的理想气体：如图所示，为一定质量的理想气体p1/V图象，图中图象，图中BC为过原点的直线，为过原点的直线，A、B、C为气体的三个状为气体的三个状态，则下列说法中正确的是态，则下列说法中正确的是()ATATBTC BTATBTCCTATBTC DTATBpB，TATB.由由BC为等温变化，即为等温变化，即TBTC.所以所以TATBTC，选项选项A正确正确答案：答案：A 第八章第八章 气气 体体第八章第八章 气气 体体1描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线是图中的描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线是图中的()第八章第八章 气气 体体解析：解析：等容变化的过程
17、的等容变化的过程的pt图在图在t轴上的交点坐标是轴上的交点坐标是(273 ，0)，D正确正确答案：答案：D第八章第八章 气气 体体2如图所示，在一只烧瓶上连一根玻璃管，把它跟一个水如图所示，在一只烧瓶上连一根玻璃管，把它跟一个水银压强计连在一起，烧瓶里封闭着一定质量的气体，开始时水银压强计连在一起，烧瓶里封闭着一定质量的气体，开始时水银压强计银压强计U形管两端水银面一样高下列情况下，为使形管两端水银面一样高下列情况下，为使U形管两形管两端水银面一样高，管端水银面一样高，管A的移动方向是的移动方向是()第八章第八章 气气 体体A如果把烧瓶浸在热水中，应把如果把烧瓶浸在热水中，应把A向下移向下移B
18、如果把烧瓶浸在热水中，应把如果把烧瓶浸在热水中，应把A向上移向上移C如果把烧瓶浸在冷水中，应把如果把烧瓶浸在冷水中，应把A向下移向下移D如果把烧瓶浸在冷水中，应把如果把烧瓶浸在冷水中，应把A向上移向上移解析：解析：使使U形管两端水银面一样高，即保持封闭气体的压形管两端水银面一样高，即保持封闭气体的压强始终等于外界大气压而不变，若把烧瓶浸在热水中，气体体强始终等于外界大气压而不变，若把烧瓶浸在热水中，气体体积增大，积增大，A中水银面上升，为使两管水银等高，应把中水银面上升，为使两管水银等高，应把A下移，故下移，故A项正确，项正确，B错；若把烧瓶浸在冷水中，气体体积减小，错；若把烧瓶浸在冷水中，气
19、体体积减小，B管中管中水银面上升，为使两管水银面等高，应把水银面上升，为使两管水银面等高，应把A管上移，故管上移，故C错，错，D对对答案：答案：AD第八章第八章 气气 体体3.(2011临沂联考临沂联考)如图所示，两端开口的如图所示，两端开口的U形管，右侧直管形管，右侧直管中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在左管中再注入中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在左管中再注入一些水银，平衡后则一些水银，平衡后则()A下部两侧水银面下部两侧水银面A、B高度差高度差h减小减小Bh增大增大C右侧封闭气柱体积变小右侧封闭气柱体积变小D水银面水银面A、B高度差高度差h不变不变解析：解析：在左管中注入
20、水银过程中，右管中的封闭气体的在左管中注入水银过程中，右管中的封闭气体的压强不变，所以水银面压强不变，所以水银面A、B高度差高度差h不变，故选不变，故选D.答案：答案：D第八章第八章 气气 体体4一定质量的某种气体自状态一定质量的某种气体自状态A经状态经状态C变化到状态变化到状态B，这，这一过程的一过程的VT图象如图所示，则图象如图所示，则()A在过程在过程AC中，气体的压强不断变小中，气体的压强不断变小B在过程在过程CB中，气体的压强不断变大中，气体的压强不断变大C在状态在状态A时，气体的压强最小时，气体的压强最小D在状态在状态B时，气体的压强最大时，气体的压强最大第八章第八章 气气 体体答
21、案：答案：BCD第八章第八章 气气 体体5(2011上海单科，上海单科，4)如图，一定量的理想气体从状态如图，一定量的理想气体从状态a沿沿直线变化到状态直线变化到状态b，在此过程中，其压强，在此过程中，其压强()A逐渐增大逐渐增大B逐渐减小逐渐减小C始终不变始终不变 D先增大后减小先增大后减小解析：解析：在在VT图象中，各点与坐标原点连线的斜率表示图象中，各点与坐标原点连线的斜率表示压强的大小斜率越小，压强越大压强的大小斜率越小，压强越大. 答案：答案：A第八章第八章 气气 体体6.如图所示，这是一种气体温度计的示意图，测温泡如图所示，这是一种气体温度计的示意图，测温泡B内存内存储有一定气体，
22、经毛细管与水银压强计的左臂储有一定气体，经毛细管与水银压强计的左臂M相连，测温时，相连，测温时，使测温泡与待测系统做热接触上下移动压强计的右臂使测温泡与待测系统做热接触上下移动压强计的右臂M，使左臂中的水银面在不同温度下始终固定在同一位置使左臂中的水银面在不同温度下始终固定在同一位置O处，以保处，以保持气体的体积不变已知在标准状态下大气压强为持气体的体积不变已知在标准状态下大气压强为p0，左、右臂，左、右臂水银面的高度差为水银面的高度差为h0，实际测温时，大气压强为，实际测温时，大气压强为p1，左、右臂水，左、右臂水银面的高度差为银面的高度差为h1，试用上述物理量推导所测，试用上述物理量推导所测 摄氏温度摄氏温度t的表达式的表达式(压强单位都是压强单位都是cmHg)第八章第八章 气气 体体第八章第八章 气气 体体练考题、验能力、轻巧夺冠
