2022年高三物理 8.2 氣體的等容變化和等壓變化學(xué)案 新人教版選修3-3

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1、2022年高三物理 8.2 氣體的等容變化和等壓變化學(xué)案 新人教版選修3-3 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1、 掌握查理定律及其應(yīng)用，理解P—T圖象的意義 2、 掌握蓋??呂薩克定律及其應(yīng)用，理解V—T圖象的意義 [自主學(xué)習(xí)] 一、 氣體的等容變化 1、法國(guó)科學(xué)家查理在分析了實(shí)驗(yàn)事實(shí)后發(fā)現(xiàn)，一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)，各種氣體的壓強(qiáng)與溫度之間都有線性關(guān)系， 從圖8—11甲可以看出，在等容過程中，壓強(qiáng)P與攝氏溫度t是一次函數(shù)關(guān)系，不是簡(jiǎn)單的 關(guān)系。但是，如果把圖8—11甲直線AB延長(zhǎng)至與橫軸相交，把交

2、點(diǎn)當(dāng)做坐標(biāo)原點(diǎn)。建立新的坐標(biāo)系（如圖8—11乙所示），那么這時(shí)的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系就是正比例關(guān)系了。圖乙坐標(biāo)原點(diǎn)的意義為 。可以證明，當(dāng)氣體的壓強(qiáng)不太大，溫度不太低時(shí)，坐標(biāo)原點(diǎn)代表的溫度就是 。 P O P T/K O A A B B t/0c 273.15 圖8—11 甲 乙 2、查理定律的內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)P與熱力學(xué)溫度T成 比。 O P T V1 V2 V3 圖8—12 3、公式： 、 、

3、 。 4、氣體在體積不變的情況下，發(fā)生的狀態(tài)變化過程， 叫做 過程。表示該過程的P—T圖象稱為 。一定質(zhì)量的氣體的等容線是 線。 一定質(zhì)量的某種氣體在不同體積下的幾條等容線如 圖8—12所示，其體積的大小關(guān)系是 。 二、氣體的等壓變化 O V T P1 P2 P3 圖8—13 1、蓋??呂薩克定律內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T成 比。 2、公式： 、 、 。 3、氣體在壓強(qiáng)不變的情況下發(fā)

4、生的狀態(tài)變化的過程， 叫做 過程，表示變化過程的V—T圖象稱為 。 一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線是 線。圖8—13 中是一定質(zhì)量的某種氣體在不同壓強(qiáng)下的幾條等壓線，其壓強(qiáng)的大小關(guān)系是 。 [典型例題] 1、 水平放置，粗細(xì)均勻，兩側(cè)都封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管中，有一段水銀柱將管中氣體分為兩部分如圖8—14所示，將玻璃管溫度均勻升高的過程中，水銀柱將（ ） 圖8—14 A、 向右移動(dòng) B、向左移動(dòng) B、 始終不動(dòng) D、以上三種情況都有可能 如果左邊氣體溫度比右邊溫度高，在此基礎(chǔ)上兩邊升高相同的溫度哪？ 2、 燈泡內(nèi)充有氮?dú)?/p>

5、混合氣體，如果要使燈泡內(nèi)的混合氣體在500℃時(shí)的壓強(qiáng)不超過1atm，在20℃下充氣，燈泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)至多能充到多少？ A C B 圖8—15 3、 如圖8—15所示，氣缸Ａ中封閉有一定質(zhì)量的氣體，活塞B與A的接觸是光滑的且不漏氣，Ｂ上放一重物Ｃ，Ｂ與Ｃ的總量為Ｇ，大氣壓為Ｐ0。當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度是20℃時(shí)，活塞與氣缸底部距離為h1；當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度是100℃時(shí)活塞與氣缸底部的距離是多少？ 4、 如圖8—16甲所示，是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)Ａ經(jīng)過狀態(tài)Ｂ變?yōu)闋顟B(tài)Ｃ的Ｖ—Ｔ圖象。已知?dú)怏w在狀態(tài)Ａ?xí)r的壓強(qiáng)是１.５×１０５Ｐａ （１） 說出從Ａ到Ｂ過

6、程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計(jì)算圖中ＴＡ的溫度值。 TA B V/m3 0.4 0.6 O 300 400 T/K A C 0.5 P/105Pa T/K 100 200 300 400 O 1.5 1.0 2.0 甲 乙 圖8—16 （２） 請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中，作出由狀態(tài)Ａ經(jīng)過狀態(tài)Ｂ變?yōu)闋顟B(tài)Ｃ的Ｐ—Ｔ圖象，并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母Ａ、Ｂ、Ｃ。如果需要計(jì)算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值，請(qǐng)寫出計(jì)算過程。 [當(dāng)堂達(dá)標(biāo)] A B h 圖8—17 1、 如圖8—17所示，豎直放置，粗細(xì)均勻，兩端

7、封閉的玻璃管中有一段水銀，將空氣隔成A、B兩部分，若使管內(nèi)兩部分氣體的溫度同時(shí)升高相同的溫度，則管內(nèi)的水銀柱將向哪個(gè)方向移動(dòng)？ 2、 一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度由00C升高到100C時(shí)，其壓強(qiáng)的增量為△P1，當(dāng)它由1000C升高到1100C時(shí)，其壓強(qiáng)的增量為△P2，則△P1與△P2之比是 。 3、設(shè)大氣壓強(qiáng)保持不變，當(dāng)室溫由60C升高到270C時(shí)，室內(nèi)的空氣將減少 %。 4、使一定質(zhì)量的理想氣體按圖中箭頭所示的順序變化，圖線BC是一段以縱、橫軸為漸近線的雙曲線。 （1）已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度TA=300K，求氣體在狀態(tài)B

8、、C、D的溫度各是多少？ 20 P/atm V/L 2 4 40 10 30 0 A B C D 10 40 V/L T/K 300 600 0 20 30 50 甲 乙 圖8—18 （2）將上述狀態(tài)變化過程在圖8—18乙中畫出，圖中要標(biāo)明A、B、C、D四點(diǎn)，并且要畫箭頭表示變化的方向，說明每段圖線各表示什么過程？ [能力訓(xùn)練] 1、 下面圖中描述一定質(zhì)量的氣體做等容變化的過程的圖線是（ ） P T O P T O P T O P O t/0C -273 A

9、 B C D 2、 一個(gè)密閉的鋼管內(nèi)裝有空氣，在溫度為200C時(shí)，壓強(qiáng)為1atm，若溫度上升到800C，管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為（ ） A、4atm B、1atm/4 C、1.2atm D、5atm/6 3、一定質(zhì)量的理想氣體在等壓變化中體積增大了1/2，若氣體原來溫度為270C，則溫度的變化是（ ） A、升高450K B、升高了1500C C、升高了40.50C D、升高了4500C P O T A B

10、圖8—20 C V O T A B C 圖8—19 4、如圖8—19所示，是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到狀態(tài)C的V—T圖象，由圖象可知（ ） A、PA＞PB B、PC＜PB C、PA＞PC D、PC＞PB 5、如圖8—20所示，是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到狀態(tài)C的P—T圖象，由圖象可知（ ） A、VA＝VB B、VB＝VC C、VB＜VC D、VA＞VC 6、一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)，下列有關(guān)氣體的狀態(tài)變化說法正確的是（ ） A、溫度每升高10C，壓強(qiáng)的增加是原來壓強(qiáng)的1/2

11、73 B、溫度每升高10C，壓強(qiáng)的增加是00C時(shí)壓強(qiáng)的1/273 C、氣體壓強(qiáng)和熱力學(xué)溫度成正比 D、氣體壓強(qiáng)與攝氏溫度成正比 圖8—21 7、在密閉容器中，當(dāng)氣體的溫度升高1K時(shí)，氣體的壓強(qiáng)比原來增加了0.4%，則容器中氣體原來的溫度為 8、體積V=100cm3的空球帶有一根有刻度的均勻長(zhǎng)管，管上共有 N=101個(gè)刻度（長(zhǎng)管與球連接處為第一個(gè)刻度，向上順序排列） 相鄰兩刻度間管的容積為0.2cm3，管中有水銀滴將球內(nèi)空氣與 大氣隔開，如圖8—21所示。當(dāng)溫度t=50C時(shí)，水銀液滴在刻度 N=21的地方，若外界大氣壓不變，用這個(gè)裝置測(cè)量溫度的范圍 是

12、 。 [學(xué)后反思]

13、 參考答案 [自主學(xué)習(xí)] 一、 氣體的等容變化 １、 正比，氣體的壓強(qiáng)為零時(shí)其溫度為零，熱力學(xué)溫度的0 K ２、 正 ３、 P/T=C，P1/T1=P2/T2，P1/P2=T1/T2 ４、 等容，等容圖象，過原點(diǎn)的直，V3＞V2＞V1 二、 氣體的等壓變化 １、 正 2、V/T=C，V1/T1=V2/T2 ，V1/V2=T1/T2 ２、 等壓，等壓圖象，P3＞P2＞P1 [典型例題] 1、B 向左移動(dòng) 2、0.38atm 3、1.3h1 4、（1）200K （2）略 [當(dāng)堂達(dá)標(biāo)] 1、由A向B 2、1∶1 3、7 4、（1）TB=TC=600K TD=300K （2）圖略 AB等壓膨脹 BC等溫膨脹 CD等壓壓縮 [能力訓(xùn)練] 1、C、D 2、C 3、B 4、D 5、B 6、B、C 7、250K 8、－6.3℃到47.8℃