人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体3 气体的等压变化和等容变化教课内容ppt课件
展开1、知道什么是气体的等容变化过程;2、掌握查理定律的内容、数学表达式;理解p-t图象的物理意义;3、知道查理定律的适用条件;4、会用分子动理论解释查理定律。
知识点 盖—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,体积与热力学温度成正比。气体的等压变化:一定量的气体在压强不变的情况下发生的状态变化叫等压变化。气体做等压变化时,体积v不与摄氏温度t成正比。
(4)图象:一定质量的气体,在压强不变的条件下,体积与热力学温度成正比,在V-T图上等压线为一条延长线通过原点的倾斜直线,如图所示.
例:一容器中装有某种气体,且容器上有一小孔跟外界大气相通,原来容器内气体的温度为27 ℃,如果把它加热到127 ℃,从容器中逸出的空气质量是原来质量的多少倍?
解析 设逸出的气体被一个无形的膜所密闭,以容器中原来的气体为研究对象,初状态V1=V,T1=300 K;末状态V2=V+ΔV,T2=400 K,
点睛 此题从容器中逸出空气来看是一个变质量问题,为转化为等压变化问题,从而把逸出的空气看成气体的膨胀,因小孔跟外界大气相通,所以压强不变,因此符合盖—吕萨克定律.
知识点 查理定律
(1)查理定律:一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强p与热力学温度T成正比,即p∝T。(2)数学表达式: (C为比例系数);② ;
(3)适用条件:①压强不太大,温度不太低;②气体的质量和体积都不变。
式中p1、T1和p2、T2分别表示气体在1、2两个不同状态下的压强和温度。
(4)图像①等容线:一定质量的气体在体积不变时其压强随温度变化关系的直线,叫气体的等容线。即p–T图象如图甲所示。
②p–T图象的特点:一定质量的某种气体,在等容变化过程中,气体的压强p和热力学温度T的图线是过原点的倾斜直线。如图甲所示,且V1<V2,即体积越大,斜率越小。
例:对于一定质量的气体,在体积不变时,压强增大到原来的二倍,则气体温度的变化情况是( )A.气体的摄氏温度升高到原来的二倍B.气体的热力学温度升高到原来的二倍C.气体的摄氏温度降为原来的一半D.气体的热力学温度降为原来的一半
汞柱移动问题的分析方法
(1)假设法用液柱或活塞隔开两部分气体,当气体温度变化时,液柱或活塞是否移动?如何移动?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简单地求解。其一般思路为:
④如果液柱两端的横截面积不相等,则应考虑液柱两端的受力变化(ΔpS),若Δp均大于零,则液柱向ΔpS较小的一方移动;若Δp均小于零,则液柱向|ΔpS|值较大的一方移动;若ΔpS相等,则液柱不移动。⑤要判断活塞的移动方向,则需要选择好研究对象,进行受力分析,综合应用查理定律和力学规律进行推理和判断。
(2)极限法所谓极限法就是将问题推向极端。如在讨论压强大小变化时,将变化较大的压强推向无穷大,而将变化较小的压强推向零。这样使复杂的问题变得简单明了。(3)图象法利用图象:首先在同一pT图象上画出两段气柱的等容图线,由于两气柱在相同温度下压强不同,所以它们等容线的斜率也不同,气柱的压强较大的等容线的斜率也较大。
1.如图所示,两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内,有一长为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)
解析 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=ph.温度升高后,两部分气体的压强都增大,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.所以判断水银柱怎样移动,就是分析其合外力方向,即判断两部分气体的压强哪一个增大得多.假设水银柱不动,两部分气体都做等容变化,分别对两部分气体应用查理定律:
解析所以Δp1>Δp2,即水银柱上移.答案 水银柱上移
点睛 同一问题可从不同角度考虑,用不同方法求解,培养同学们的发散思维能力.此类问题中,如果是气体温度降低,则ΔT为负值,Δp亦为负值,表示气体压强减小,那么降温后水银柱应该向压强减小得多的一方移动.
2. 如图所示,一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内,右管上端开口且足够长,右管内水银面比左管内水银面高h,下列能使h变大的是( )A.环境温度升高B.大气压强升高C.沿管壁向右管内加水银D.U形玻璃管自由下落
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