高中物理第二章 气体、固体和液体3 气体的等压变化和等容变化精品课件ppt

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烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么？
1．等压过程： 气体在压强不变的情况下发生的状态变化过程叫做等压过程．
在等压变化中，气体的体积与温度可能存在着什么关系？
2．一定质量气体的等压变化．
如图所示，改变瓶中气体温度，上下移动A管使U型管中两水银面保持在同一水平位置（即使瓶中的气体压强保持等于外界大气压强不变）
可得到，气体温度升高，体积增大；气体温度降低，体积减小．
3．盖·吕萨克定律： 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度成正比（ V T ）.
（1）是实验定律，由法国科学家盖·吕萨克通过实验发现的．
（3）在 V/T=C 中的C与气体的种类、质量、压强有关．　 注意： V正比于T而不正比于t，但 Vt（4）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）的体积是相同的．（5）解题时前后两状态的体积单位要统一．
（2）成立条件：气体质量一定，压强不变．
4．等压线（1）等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V与热力学温度T的正比关系在V－T直角坐标系中的图象叫做等压线．
（2）结合盖吕萨克定律内容和V-T图象，你能否画出体积V随摄氏温度t的图象？
（3）同一气体，不同压强下等压线是不同的，你能判断那条等压线气体的压强比较大吗？你是根据什么理由作出判断的？
结论：等压线斜率越大，压强越小。
用什么方法可以使凹进的乒乓球恢复原状？
相传三国时期著名的军事家、政治家诸葛亮被司马懿困于平阳,无法派兵出城求救。就在此关键时刻,诸葛亮发明了一种可以升空的信号灯——孔明灯,并成功进行了信号联络,其后终于顺利脱险。你知道孔明灯为什么能够升空吗?
简答: 孔明灯是利用火焰的热量使容器内的气体膨胀,使部分气体从孔明灯内溢出,进而使孔明灯内气体的质量减少,当大气对孔明灯的浮力恰好等于孔明灯的重力时,即达到孔明灯升空的临界条件,若继续升温,孔明灯就能升空了。
1．等容过程： 气体在体积不变的情况下发生的状态变化过程叫做等容过程．
在等容变化中，气体的压强与温度可能存在着什么关系？
2．一定质量气体的等容变化
如图所示，研究瓶中一定质量的气体，先使U型管中两侧水银液面等高，在左侧液面处标上标记P，然后改变瓶内气体温度（可分别放入热水和冰水中），上下移动A管，使左侧水银面保持在P处（即使瓶中气体体积不变）．
可得到，气体温度升高，压强增大；气体温度降低，压强减小.
烧瓶（带软木塞），玻璃管，橡皮连接管，水银压强计，温度计，盛水容器，冰，冷水，（几种不同温度的）热水。
3． 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（ p T ） ．
（1）是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的．
（3）在p/T=C中的C与气体的种类、质量、体积有关． 注意： ①p与热力学温度T成正比，不与摄氏温度成正比； ②但压强的变化p与摄氏温度t 的变化成正比．
（2）成立条件：气体质量一定，体积不变．
（4）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）的压强是相同的．
（5）解题时前后两状态压强的单位要统一．
4．等容线 （l）等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系p－T在直角坐标系中的图象叫做等容线．
（2）结合查理定律内容和P-T图象，你能否画出体积P随摄氏温度t的图象？
（3）同一气体，不同体积下等容线是不同的，你能判断那条等容线气体的体积比较大吗？你是根据什么理由作出判断的？
结论：等容线斜率越大，体积越小。
（3）一定质量气体的等容线的物理意义．　①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状态的体积相同。 ②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小（同一温度下，压强大的体积小）如图所示，V2利用高压锅可以很快把饭煮熟。
轮胎和高压锅都是气体体积不变，温度升高，压强增大。
夏天汽车轮胎打气太足，容易爆胎。
练习1、一定质量的气体，保持体积不变，温度从1℃升高到5℃，压强的增量为 2.0×103 Pa，则 [    ]A．它从5℃升高到10℃，压强增量为2.0×103PaB．它从15℃升高到20℃，压强增量为2.0×103PaC．它在0℃时，压强约为1.4×105Pa
练习2、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低时[    ] A、压强减小，密度减小； B、压强减小，密度增大； C、压强不变，密度减小； D、压强减小，密度不变
练习3、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中正确的是[    ]A、气体压强的改变量与摄氏温度成正比；B、气体的压强与摄氏温度成正比；C、气体压强的改变量与热力学温度成正比；D、气体的压强与热力学温度成正比。
我国民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，即用一个小罐，将纸燃烧后放入罐内，然后迅速将火罐开口端紧压在人体的皮肤上，待火罐冷却后，火罐就被紧紧地“吸”在皮肤上。你知道其中的道理吗？答案： 火罐内的气体体积一定，冷却后气体的温度降低，压强减小，故在大气压力作用下被“吸”在皮肤上。
【例题】某种气体在状态A时压强2×105Pa，体积为1m3，温度为200K，(1)它在等温过程中由状态A变为状态B，状态B的体积为2m3，求状态B的压强。(2)随后，又由状态B在等容过程中变为状态C，状态C的温度为300K，求状态C的压强。
等温变化，根据 pAVA=pBVB，
2×105Pa×1m3=PB×2m3
PC=1.5×105Pa
1、确定研究对象，即被封闭的气体．2、分析研究对象在状态变化时是否：质量一定，体积/压强不变．3、确定初、末两个状态的压强/体积、温度（不是热力学温度先转化为热力学温度）．4、根据查理定律/盖-吕萨克定律列式求解．
利用查理定律和盖-吕萨克定律的解题思路
查理定律与盖·吕萨克定律的比较
压强不太大(相对大气压)，温度不太低(相对室温)
在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，把实际气体当成理想气体来处理，误差很小。
忽略气体分子与器壁的动能损失
气体内能只与温度有关，与体积无关。
质点、点电荷、单摆、弹簧振子、理想变压器、理想气体等。
任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。
一定质量的理想气体，由初状态（p1、V1、T1）变化到末状态（p2、V2、T2）时，两个状态的状态参量之间的关系为：
拓展学习（理想气体状态方程）：
四、气体实验定律的微观解释
①波意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V成反比。
②盖—吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。
③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。
盖—吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。
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。
在任何温度，任何压强下都遵从气体实验定律。
p0+ρgx= p0+ρgh
封闭气体温度和压强不变，体积不变
体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升
1. 如图所示, 两端开口的弯管, 左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则 （ ）A.弯管左管内外水银面的高度差为hB.若把弯管向上移动少许, 则管内气体体积增大C.若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升D.若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升
pmin=2.01atm pmax＝2.83atm
2. 汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升.已知某型号轮胎能在－40C-90C正常工作, 为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5 atm，最低胎压不低于1.6 atm，那么, 在t＝20C时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适.（设轮胎的体积不变）
t＝ － 40C时，即T=233K时的胎压等于1.6atm
t＝90C时，即T=363K时的胎压等于3.5atm
压强减小, 故活塞下移, 重物上升.
重物上升高度Δh=10－7.4=2.6 cm
3.在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气, 一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接, 重物和活塞均处于平衡状态, 这时活塞离缸底的高度为10 cm,如果缸内空气变为0℃, 问:①重物是上升还是下降？②这时重物将从原处移动多少厘米?(设活塞与气缸壁间无摩擦)
pC=1.5×105Pa
4.某种气体在状态A时压强2×105Pa,体积为1m3,温度为200K,(1)它在等温过程中由状态A变为状态B,状态B 的体积为2m3,求状态B 的压强.(2)随后,又由状态B 在等容过程中变为状态C ,状态C 的温度为300K,求状态C 的压强.