人教版 (新课标)选修32 气体的等容变化和等压变化课文配套课件ppt

这是一份人教版 (新课标)选修32 气体的等容变化和等压变化课文配套课件ppt，共60页。
1. 查理定律和盖—吕萨克定律的比较
2.两个重要的推论(1)查理定律的分比形式即一定质量的气体在体积不变的条件下，压强的变化量与热力学温度的变化量成正比.(2)盖—吕萨克定律的分比形式即一定质量的气体在压强不变的条件下，体积的变化量与热力学温度的变化量成正比.
3.“外推法”与热力学温标通过对一定质量气体等容变化的p-t线“外推”得到的气体压强为零时对应的温度(-273.15 ℃)，称为热力学温标的零度(0 K).
4.由温度变化引起的水银柱移动定性判断(1)假设法(基本方法)如图所示，水银柱原来处于平衡状态，所受合外力为零，即此时两部分气体的压强差Δp=p1-p2,温度升高后，两部分气体的压强都增大，假设水银柱不动，两部分气体都为等容变化，分别可推得 若Δp1＞Δp2，水银柱所受合外力方向向上，应向上移动；若Δp1＜Δp2,水银柱向下移动，若Δp1=Δp2，水银柱不动.
(2)图象法：在同一p-T坐标系中画出两段气体的等容线，如图所示，在温度相同时，p1>p2，得出气柱l1等容线的斜率较大，当两气体升高相同的温度ΔT时，两边气体其压强的增加量Δp1>Δp2，水银柱上移.(3)极限法：对上部的气体压强进行极限推理，认为p2→0上部为真空，升温时，p1增大，水银柱上移.
5.应用步骤(1)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.是否是质量和体积保持不变或是质量和压强保持不变.(3)确定初、末两个状态的温度、压强或温度、体积.(4)按查理或盖—吕萨克定律公式列式求解.(5)求解结果并分析、检验.
(1)“外推法”是科学研究的一种方法，“外推”并不表示定律适用范围的扩展.(2)热力学温标是一种理论温标，与测温物质无关.
【典例1】如图所示,两端封闭粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一段长为h的水银柱,将管内气体分为两部分.已知l2=2l1,若使两部分气体同时升高相同的温度,管内水银柱将如何运动?(设原来温度相同)
【解题指导】本题可按以下思路进行求解:
【标准解答】此类问题的解答方法一般有“假设法”、“图象法”和“极限法”三种.假设法:先假设管内水银柱相对玻璃管不动,即两段空气柱体积不变,用查理定律求得两气柱压强增量Δp1和Δp2,进而比较压强增量的大小.若Δp1=Δp2,水银柱不会移动;若Δp1>Δp2,水银柱向上移动;若Δp1Δp2,即p1比p2减小得快时,水银柱向下移动;当Δp1p2,ΔT1=ΔT2,T1=T2,所以Δp1>Δp2,即水银柱向上移动.
(2)利用图象:首先在同一p-T图线上画出两段气柱的等容图线,如图所示.由于两气柱在相同温度T1下压强不同,所以它们等容线的斜率也不同,气柱l1的压强较大,等容线的斜率也较大.从图中可以看出,当两气柱升高相同温度ΔT时,其压强的增量Δp1>Δp2,所以水银柱向上移动.
极限法:(1)由于管上段气柱压强p2较下段气柱压强p1小,设想p2→0,即管上部认为近似为真空,于是立即得到：温度T升高,水银柱向上移动.(2)假设两部分气体温度降低到0 K,则上下两部分气体的压强均为零,故降低相同温度时水银柱下降,那么升高相同温度水银柱会上升.
【规律方法】 液柱移动方向的判断此类问题的特点是:气体的状态参量p、V、T都发生了变化,直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难,通常先进行气体状态的假设,然后应用查理定律可以很容易地求解,两部分气体压强的变化Δp,并把压强转化为压力S·Δp来比较.若Δp均大于零,则液柱向S·Δp较小的一方移动;若Δp均小于零,则液柱向|S·Δp|值较大的一方移动;若S·Δp相等,则液柱不移动.
【变式训练】如图所示,A、B两容器容积相等,用粗细均匀的细玻璃管连接,两容器内装有不同气体,细管中央有一段水银柱,在两边气体作用下保持平衡时,A中气体的温度为0 ℃,B中气体温度为20 ℃,如果将它们的温度都降低10 ℃,则水银柱将( )
A.向A移动B.向B移动C.不动D.不能确定【解析】选A.由 可知Δp∝ 所以A部分气体压强减小得多,水银柱将向左移.
【变式备选】(2011·合肥高二检测)用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸.我们通常用的可乐易拉罐容积V=355 mL.假设在室温(17℃)下罐内装有0.9 V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为1 atm.若易拉罐能承受的最大压强为1.2 atm，则保存温度不能超过多少？
【解析】取CO2气体为研究对象，则：初态：p1=1 atm，T1=(273+17)K=290 K，末态：p2=1.2 atm，T2未知.气体发生等容变化，由查理定律 得：答案：75℃
1.p-T图象与V-T图象的比较
2.对于p-T图象与V-T图象的注意事项(1)首先要明确是p-T图象还是V-T图象(2)不是热力学温标的先转换为热力学温标(3)解决问题时要将图象与实际情况相结合
(1)在图象的原点附近要用虚线表示，因为此处实际不存在，但还要表示出图线过原点.(2)如果坐标上有数字则坐标轴上一定要标上单位，没有数字的坐标轴可以不标单位.
【典例2】一定质量的气体，在状态变化过程中的p-T图象如图所示，在A状态时的体积为V0，试画出对应的V-T图象.
【解题指导】解答本题应把握以下三点：
【标准解答】对气体由A→B，根据玻意耳定律有p0V0=3p0VB,则对气体由B→C：根据盖—吕萨克定律：由此可知A、B、C三点的状态量分别为A：p0,T0,V0；B：3p0,T0, C:3p0,3T0,V0.V-T图象如图所示.答案：见标准解答
【变式训练】如图所示甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象，关于这两个图象的正确说法是( )
A.甲是等压线，乙是等容线B.乙图中p-t线与t轴交点对应的温度是-273.15 ℃，而甲图中V-t线与t轴的交点不一定是-273.15 ℃C.由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是p与t成直线关系D.乙图表明随温度每升高1 ℃，压强增加相同，但甲图随温度的升高压强不变
【解析】选A、D.由查理定律p=CT=C(t+273.15)及盖—吕萨克定律V=CT=C(t+273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A正确；由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为-273.15 ℃，即热力学温度的0 K，故B错；查理定律及盖—吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，故C错；由于图线是直线，故D正确.
【典例】(2011·深圳高二检测)有一个敞口的玻璃瓶，当瓶内空气温度由27 ℃升高到127 ℃时，瓶内剩余的空气是原来的几分之几？【解题指导】(1)变化前后瓶内气体的质量发生了变化，不能应用盖—吕萨克定律求解.(2)选择瓶内初状态气体为研究对象，假设气体未逸出而只是体积增大，气体的质量无变化.
【标准解答】以27 ℃时瓶内的空气为研究对象，因为瓶口敞开，故瓶内空气压强恒等于外界大气压，假设温度升高时，瓶内逸出的空气进入另一个与瓶子相通的真空容器内，气体状态变化如图所示.根据盖—吕萨克定律有：答案：
一、选择题1.一定质量的气体，体积保持不变，下列过程可以实现的是( )A.温度升高，压强增大B.温度升高，压强减小C.温度不变，压强增大D.温度不变，压强减小【解析】选A.由查理定律p=CT得温度和压强只能同时升高或同时降低，故A项正确.
2.一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了1/2，若气体原来温度为27℃，则温度的变化是( )A.升高450 KB.升高了150 ℃C.升高了40.5 ℃D.升高了450 ℃
【解析】选B.气体做等压变化故符合盖—吕萨克定律，由公式 得：故ΔT=T2-T1=150 K即温度升高了150 K，B正确.
3.(2011·东营高二检测)一定质量的气体，在体积不变时，温度由50 ℃加热到100 ℃，气体的压强变化情况是( )A.气体压强是原来的2倍B.气体压强比原来增加了 倍C.气体压强是原来的3倍D.气体压强比原来增加了 倍
【解析】选D.根据查理定律 得即压强变为原来的 倍. 气体压强比原来增加了 倍，所以正确答案为D.
4.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C再到状态A的p-T图象,由图可知( )A.VA=VBB.VB>VCC.VB=VCD.VA>VC
【解析】选A.A沿直线到B是等容过程,因此VA=VB,故A项正确;连接OC可知,直线OC的斜率比直线OB的斜率小,因此VB