1、高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件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高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 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 的变化的变化 2查理定律查理定律(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强的情况下，压强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 高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件(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
2、量质量体积体积高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 二、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，在压强不变一定质量的气体，在压强不变的情况下，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的情况下，体积与热力学温度成 (2)表达式：表达式：或或 或或.体积体积温度温度正比正比VCT高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件(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图图象中的等容线或象中的等容线
3、或Vt图象中的等压线均不再过原点，图象中的等压线均不再过原点，它们的延长线应过它们的延长线应过273.15.(4)适用条件：气体适用条件：气体 不变；气体不变；气体 不变不变.质量质量压强压强高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 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高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 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之积越大的等之积越大的等温线温度越高，温线温度越高，线离原点越远线离原点越远p1/V斜率越大，温度斜率越大，温度越高越高高中物理选修高中物理选修3-33
4、-3课件课件P-T斜率越斜率越大，体大，体积越小积越小V-T斜率越斜率越大，压大，压强越小强越小高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 一定质量气体的状态变化一定质量气体的状态变化过程的过程的pV图线如图所示，其图线如图所示，其中中A是初始态，是初始态，B、C是中间状是中间状态态AB为双曲线的一部分，为双曲线的一部分，BC与纵轴平行，与纵轴平行，CA与横轴与横轴平行如将上述变化过程改用平行如将上述变化过程改用pT图线和图线和VT图线表示，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()高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 解析：解析：在在pV图象中，气体由图象中，气
5、体由AB是等是等温过程，且压强减小，气体体积增大；由温过程，且压强减小，气体体积增大；由BC是等容过程，且压强增大，气体温度是等容过程，且压强增大，气体温度升高；由升高；由CA是等压过程，且体积减小，是等压过程，且体积减小，温度降低由此可判断在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 高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 有人设计了一种测温装置，其结构如有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡图所示，玻璃泡A内封有一定量气体，与内封有一定量气体，与A相连相连的的B管插在水银槽中，管内水银面的高度管插在水银槽中，
6、管内水银面的高度x即可即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管管上的刻度直接读出设上的刻度直接读出设B管的体积与管的体积与A玻璃泡的玻璃泡的体积相比可忽略不计在体积相比可忽略不计在1标准大气压下对标准大气压下对B管管进行温度刻度进行温度刻度(1标准大气压相当于标准大气压相当于76 cmHg的压的压强等于强等于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 的刻度的刻度线，问线，问t0 的刻度线在何处的刻度线在何处高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 思路点拨：思路点
7、拨：高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 答案：答案：21.4 cm高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件【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律条件是否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、确定初、末两个状态的温度、压强或温度、体积体积(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高中物理选修高中物理选修3
8、-33-3课件课件【跟踪发散跟踪发散】11：用易拉罐盛装碳酸：用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或饮料非常卫生和方便，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严重受热会导致爆炸我们通常用的可乐易拉罐容积易拉罐容积V355 mL.假设在室温假设在室温(17)罐内装有罐内装有0.9V的饮料，剩余空间充满的饮料，剩余空间充满CO2气气体，气体压强为体，气体压强为1 atm.若易拉罐承受的压强若易拉罐承受的压强为为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？高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 答案：答案：75 高中物理选修高中物理选修3-33-
9、3课件课件 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，当密闭气体的温度由，当密闭气体的温度由T1升高到升高到T2时，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，忽略活塞与汽缸间的摩擦，温度擦，温度T1时气体的体积为时气体的体积为V1)高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 思路点拨：思路点拨：高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件【反思总结反思总结】利用盖利用盖吕萨克定律解题的一吕萨
10、克定律解题的一般步骤般步骤(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和体积保持不认在状态变化过程中气体的质量和体积保持不变变(3)分别找出初、末两状态的温度、压强或温分别找出初、末两状态的温度、压强或温度、体积度、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高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件【跟踪发散跟踪发散】21：一气象探测气球，在充：一气象探测气球，在充有压强为有压强为1.00 atm(即即7
11、6.0 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.在上升至海拔在上升至海拔6.50 km高空的过程中，气球内氦气的压强逐高空的过程中，气球内氦气的压强逐渐减小至此高度上的大气压渐减小至此高度上的大气压36.0 cmHg，气球，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不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这变此后停止加热，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高
12、中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 解析：解析：(1)在气球上升至海拔在气球上升至海拔6.50 km高空的高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程过程中，气球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，p176.0 cmHg，V13.50 m3，p236.0 cmHg，V2是在此等温过程末氦气的体积是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，氦气的温度在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从逐渐从T1300 K下降到与外界气体温度相同，下降到与外界气体温度相同，即即T2225 K这是一等压过程根据盖
13、这是一等压过程根据盖吕吕萨克定律有萨克定律有高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 答案：答案：(1)7.39 m3(2)5.54 m3高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 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再回到再回到A.问问AB、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时的体积是时的体积是1 L，求在状态，求在状态B、C、D时的体积各为多少，时的体积各为多少，并把此图改为并把此图改为pV图图高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 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
14、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高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 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，要注意数学公式与应
15、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、物理意义图象的数图转换，图象与物理过程、物理意义之间的关系之间的关系(3)在图形转换时，关键是要明确状态的各个在图形转换时，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参量，并正确分析出各过程的性质及图象特点点高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件【跟踪发散跟踪发散】31：如图所示，为一定质量：如图所示，为一定质量的理想气体的理想气体p1/V图象，图中图象，图中BC为过原点的为过原点的直线，直线，A、B、C为气体的三个状态，则下列说为气体的三个状态，则下列说法中正确的是法中正确的是()ATATBTCBTATBTC CTATBTC DTATBpB，TATB.由由BC为等温变化，为等温变化，即即TBTC.所以所以TATBTC，选项，选项A正确正确 答案：答案：A 高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 1描述一定质量的气体作等容变化的过程描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线是图中的的图线是图中的()高中物理选修高中物理选修3-33-3课件课件 解析：解析：等容变化的过程的等容变化的过程的pt图在图在t轴上轴上的交点坐标是的交点坐标是(273，0)，D正确正确 答案：答案：D
