8.2-气体的等容变化和等压变化.ppt

8.2-8.2-气体的等容变化和等气体的等容变化和等压变化压变化等容变化：等容变化： 一定质量一定质量的气体在的气体在体积不变体积不变时时，，压强压强随随温度温度的变化叫做等容变化的变化叫做等容变化等压变化等压变化 ：： 一定质量一定质量的气体在的气体在压强不变压强不变时，时，体积体积随随温度温度的变化叫等压变化的变化叫等压变化 一一定定质质量量的的某某种种气气体体，，在在体体积积不变的情况下，压强不变的情况下，压强P P与热力学温度与热力学温度T T成正比成正比. .也可写成也可写成　　　　　　　　2 2、数学表述：、数学表述：（（C C是比例常数）是比例常数）压强不太大，温度不太低压强不太大，温度不太低注意：注意：P P与热力学温度与热力学温度T T成正比，不与摄氏温度成正比，成正比，不与摄氏温度成正比，但压强的变化但压强的变化 P P 与摄氏温度与摄氏温度 t t的变化成正比的变化成正比．．1 1．查理定律：．查理定律：3 3、适用条件：、适用条件：一、气体等容变化一、气体等容变化或或4 4、图象表述：、图象表述：（（1 1）图像的物理意义：）图像的物理意义：图像上的每个点表示气体的图像上的每个点表示气体的一个确定状态（一个确定状态（T T、、P P），同一图像上的各点描述的气），同一图像上的各点描述的气体状态参量中，气体的体积相同，因此图像叫等容线。

体状态参量中，气体的体积相同，因此图像叫等容线2 2））P-TP-T图像是图像是正比例正比例函数函数, ,等容线与等容线与T T轴交点为轴交点为0K.0K. P-tP-t图像是图像是一次一次函数，等容线与函数，等容线与t t轴交点为轴交点为-273.15℃-273.15℃（（3 3）图像的斜率与体积的关系）图像的斜率与体积的关系斜率越小体积越大斜率越小体积越大 一定质量的某种气体，一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积在压强不变的情况下，其体积V V与热力学温度与热力学温度T T成正比2 2、数学表述：、数学表述： 或或 （（C C为常数）为常数）压强不太大、温度不太低压强不太大、温度不太低1 1、盖、盖··吕萨克定律：吕萨克定律：3 3、适用条件：、适用条件：二、气体等压变化二、气体等压变化也可写成也可写成　　　　　　　　4 4、图像表述、图像表述（（1 1）图像上点的物理意义：）图像上点的物理意义：图像上的每个点表示气图像上的每个点表示气体的一个确定状态（体的一个确定状态（V V、、T T），同一图像上的各点描），同一图像上的各点描述的气体状态参量中，气体的压强相同，因此图像述的气体状态参量中，气体的压强相同，因此图像叫等压线。

叫等压线2 2））V-TV-T图像是图像是正比例正比例函数，等容线与函数，等容线与T T轴交点为轴交点为0 K0 K；；V-tV-t图像是图像是一次一次函数，等容线与函数，等容线与t t轴交点为轴交点为273.15℃273.15℃3 3）图像的斜率与压强的关系）图像的斜率与压强的关系斜率越小压强越大斜率越小压强越大一定质量的气体，不同一定质量的气体，不同体积下的图像体积下的图像1 1、、2 2，等，等容线的容线的斜率反映斜率反映了体积了体积的大小的大小一定质量的气体，不同一定质量的气体，不同压强下的图像压强下的图像1 1、、2 2，等，等容线的容线的斜率反映斜率反映了体积了体积的大小的大小1 1、等容线、等容线2 2、等压线、等压线V V2 2＜＜V V1 1P P2 2＜＜P P1 1例例1 1、、一定质量的氢气在一定质量的氢气在0℃0℃时的压强是时的压强是9×109×104 4PaPa，，保持氢气的体积不变，它在保持氢气的体积不变，它在30℃30℃时的压强是多大？时的压强是多大？基本规律简单应用基本规律简单应用思考思考1 1、冬季，装有半瓶水的暖水瓶经过一个夜晚，、冬季，装有半瓶水的暖水瓶经过一个夜晚，第二天拔瓶口的软木塞时会觉得很紧，不易拔出来，第二天拔瓶口的软木塞时会觉得很紧，不易拔出来，这是什么原因？这是什么原因？注意：注意：查理定律中的温度查理定律中的温度T T为为热力学热力学温度，解题时注温度，解题时注意单位的统一。

意单位的统一例例2.2.如图所示，气缸中封闭着温度为如图所示，气缸中封闭着温度为100℃100℃的空气，一的空气，一重物用绳索经滑轮跟缸中活塞相连接，且处于平衡状重物用绳索经滑轮跟缸中活塞相连接，且处于平衡状态，这时活塞离气缸底的高度为态，这时活塞离气缸底的高度为10 cm10 cm，如果缸内空气，如果缸内空气变为变为0℃0℃①①重物是上升还是下降？重物是上升还是下降？②②这时重物将从原处移动多少厘米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设活塞与气缸壁间无摩擦) ) 气体初态体积气体初态体积V V1 1=10=10S S cm cm3 3, , 温度温度T T1 1=373 K, =373 K, 则重物上升高度则重物上升高度ΔΔh h =10=10－－7.4=2.6 cm7.4=2.6 cm解解: :可得可得h h =7.4 cm=7.4 cm据据末态温度末态温度T T2 2=273 K=273 K，， 体积设为体积设为V V2 2= =hShScmcm3 3 ( (h h为活塞到缸底的距离为活塞到缸底的距离) )①①分析可知缸内气体作等压变化分析可知缸内气体作等压变化. . 设活塞截面积为设活塞截面积为S S cm cm2 2, ,②②缸内气体温度降低缸内气体温度降低, , 体积减小体积减小, , 故活塞下移故活塞下移, , 重物上升重物上升. .课后作业课后作业教材教材P23P23：：1 1、盛有氧气的钢瓶，在、盛有氧气的钢瓶，在17℃17℃的室内测得氧气的压强的室内测得氧气的压强是是9.31×109.31×106 6PaPa。

当钢瓶搬到当钢瓶搬到-13℃-13℃的工地上时，瓶内的工地上时，瓶内氧气的压强变为氧气的压强变为8.15×108.15×106 6PaPa钢瓶是不是漏气？为钢瓶是不是漏气？为什么？什么？三、气体图像及转换三、气体图像及转换1 1、说出下例图像中的气体状态过程、说出下例图像中的气体状态过程2 2、图像的转换、图像的转换思考：如果是思考：如果是V—TV—T图呢？图呢？例例3.3.一定质量的理想气体，从图示一定质量的理想气体，从图示A A状态开始，经历状态开始，经历了了B B、、C C，最后到，最后到D D状态，下列判断中正确的是（状态，下列判断中正确的是（ ））A A．．A→BA→B温度升高，压强不变温度升高，压强不变B B．．B→CB→C体积不变，压强变大体积不变，压强变大 C C．．C→DC→D体积变小，压强变大体积变小，压强变大D D．．D D点的压强比点的压强比A A点的压强小点的压强小ACD ACD 【对点练习】【对点练习】(2014(2014··福建高考福建高考) )如图为一定质量理想气如图为一定质量理想气体的压强体的压强p p与体积与体积V V关系图像关系图像, ,它由状态它由状态A A经等容过程到状经等容过程到状态态B,B,再经等压过程到状态再经等压过程到状态C C。

设设A A、、B B、、C C状态对应的温度状态对应的温度分别为分别为T TA A、、T TB B、、T TC C, ,则下列关系式中正确的是则下列关系式中正确的是( (　　　　) )A.TA.TA AT>TB B,T,TB B=T=TC CC.TC.TA A>T>TB B,T,TB BT>TC CC C2.(2.(多选多选)(2015·)(2015·菏泽高二检测菏泽高二检测) )如图所示如图所示, ,表示一定质表示一定质量的理想气体沿箭头所示的方向发生状态变化的过程量的理想气体沿箭头所示的方向发生状态变化的过程, ,则该气体压强变化情况是则该气体压强变化情况是( ( 　　　　) )A.A.从状态从状态c c到状态到状态d,d,压强减小压强减小B.B.从状态从状态d d到状态到状态a,a,压强增大压强增大C.C.从状态从状态a a到状态到状态b,b,压强增大压强增大D.D.从状态从状态b b到状态到状态c,c,压强不变压强不变A A、、C C习题习题1 1．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的两倍，则气体温度的变化情况是到原来的两倍，则气体温度的变化情况是( (　　　　) )A A．气体的摄氏温度升高到原来的两倍．气体的摄氏温度升高到原来的两倍B B．气体的热力学温度升高到原来的两倍．气体的热力学温度升高到原来的两倍C C．气体的摄氏温度降为原来的一半．气体的摄氏温度降为原来的一半D D．气体的热力学温度降为原来的一半．气体的热力学温度降为原来的一半B B2. 2. 如图，能正确描述一定质量的气体等容变化规律的如图，能正确描述一定质量的气体等容变化规律的是（是（ ））3. 3. 说出下列图像的气体状态的变化过程说出下列图像的气体状态的变化过程ADAD4.4.如图如图8-2-78-2-7所示，所示，p p表示压强，表示压强，V V表示体积，表示体积，T T表示表示热力学温度，热力学温度，t t表示摄氏温度，各图中正确描述一表示摄氏温度，各图中正确描述一定质量理想气体等压变化规律的是（定质量理想气体等压变化规律的是（ ）） AC AC 5.5.如图所示，两端开口的如图所示，两端开口的U U形管，右侧直管中有一部形管，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.A.下部两侧水银面下部两侧水银面A A、、B B高度差高度差h h减小减小 B.hB.h增大增大C.C.右侧封闭气柱体积变小右侧封闭气柱体积变小D.D.水银面水银面A A、、B B高度差不变高度差不变D D6 6．如图所示．如图所示, , 两端开口的弯管两端开口的弯管, , 左管插入水银槽中，右左管插入水银槽中，右管有一段高为管有一段高为h h的水银柱，中间封有一段空气，则的水银柱，中间封有一段空气，则 A A、弯管左管内外水银面的高度差为、弯管左管内外水银面的高度差为h hB B、若把弯管向上移动少许、若把弯管向上移动少许, , 则管内气体体积增大则管内气体体积增大C C、若把弯管向下移动少许，、若把弯管向下移动少许， 右管内的水银柱沿管壁上升右管内的水银柱沿管壁上升D D、若环境温度升高，右管内、若环境温度升高，右管内 的水银柱沿管壁上升的水银柱沿管壁上升h hACDACD如图：一定质量的气体从初状态如图：一定质量的气体从初状态（（T T1 1、、P P1 1）开始，发生一个等容变化）开始，发生一个等容变化过程，其压强的变化量过程，其压强的变化量ΔPΔP与温度变与温度变量量ΔTΔT间的关系：间的关系：推论推论1 1：：一定质量的气体在等容变化时，升高一定质量的气体在等容变化时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的．是相同的．图像的应用图像的应用表达式：表达式：即斜率相等即斜率相等包括摄氏温度包括摄氏温度如图：一定质量的气体从初状态如图：一定质量的气体从初状态（（V V1 1、、T T1 1）开始，发生一个等压变化）开始，发生一个等压变化过程，其体积的变化量过程，其体积的变化量ΔVΔV与温度变与温度变量量ΔTΔT间的关系间的关系推论推论2 2：：一定质量的气体在等压时，升高（或降一定质量的气体在等压时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的体积是相同低）相同的温度，所增加（或减小）的体积是相同的．的．表达式：表达式：即斜率相等即斜率相等包括摄氏温度包括摄氏温度例例3 3 一定质量的气体，在体积不变时，温度每升一定质量的气体，在体积不变时，温度每升高高1℃1℃，它的压强增加量，它的压强增加量( )( ) A. A.相同相同 B.B.逐渐增大逐渐增大 C.C.逐渐减小逐渐减小 D.D.成正比例增大成正比例增大A A例例3.3.将质量相同的同种气体将质量相同的同种气体A A、、B B分别密封在体积不同分别密封在体积不同的两个容器中，保持两部分气体体积不变，的两个容器中，保持两部分气体体积不变，A A、、B B两部两部分气体压强随温度分气体压强随温度t t的变化图线如图所示，下列说法正的变化图线如图所示，下列说法正确的有确的有( )( )A.AA.A部分气体的体积比部分气体的体积比B B部分小部分小B.AB.A、、B B直线延长线将相交于直线延长线将相交于t t轴轴上的同一点上的同一点C.AC.A、、B B气体温度改变量相同时，气体温度改变量相同时，压强改变量也相同压强改变量也相同D.AD.A、、B B气体温度改变量相同时，气体温度改变量相同时，A A部分气体压强改变量较大部分气体压强改变量较大注意：同质量的气体在不同体积下的等容线中，斜注意：同质量的气体在不同体积下的等容线中，斜率大的体积小率大的体积小ABDABD能力提升能力提升( (水银柱的移动问题）水银柱的移动问题）例例4 4、粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水、粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为银柱将管中气体分为A A和和B B两部分，如图所示两部分，如图所示. .已知两部已知两部分气体分气体A A和和B B的体积关系是的体积关系是V Vb b=3V=3Va a, ,将玻璃管温度均升高相将玻璃管温度均升高相同温度的过程中同温度的过程中, ,水银将（水银将（ ）） A.A.向向A A端移动端移动 B.B.向向B B端移动端移动 C.C.始终不动始终不动 D.D.以上三种情况都有可能以上三种情况都有可能假设法：假设法：假设等容变化：水银移动假设等容变化：水银移动的条件是的条件是C C思考：如思考：如果管竖直果管竖直ΔΔP PA A> >ΔΔP PB B例例4 4、、粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为银柱将管中气体分为A A和和B B两部分，如图所示两部分，如图所示. .已知两部已知两部分气体分气体A A和和B B的体积关系是的体积关系是V Vb b=3V=3Va a, ,将玻璃管温度均升高将玻璃管温度均升高相同温度的过程中相同温度的过程中, ,水银将（水银将（ ）） A.A.向向A A端移动端移动 B.B.向向B B端移动端移动 C.C.始终不动始终不动 D.D.以上三种情况都有可能以上三种情况都有可能C C图像法：图像法：P PO OT TB BA AP PO OT T能力提升能力提升( (水银柱的移动问题）水银柱的移动问题）思考：如思考：如果管竖直果管竖直随堂练习随堂练习1 1、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低时：、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低时：A A、压强减小，密度减小、压强减小，密度减小; ; B B、压强减小，密度增大；、压强减小，密度增大；C C、压强不变，密度减小；、压强不变，密度减小； D D、压强减小，密度不变、压强减小，密度不变D D2 2、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中正、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中正确的是：确的是：A A、气体压强的改变量与摄氏温度成正比；、气体压强的改变量与摄氏温度成正比；B B、气体的压强与摄氏温度成正比；、气体的压强与摄氏温度成正比；C C、气体压强的改变量与热力学温度的改变量成正比；、气体压强的改变量与热力学温度的改变量成正比；D D、气体的压强与热力学温度成正比。

气体的压强与热力学温度成正比CDCD。