2021届高中物理新教材同步选择性必修第三册 第2章 3 第1课时 气体的等压变化和等容变化.pdfVIP

3气体的等压变化和等容变化

第1课时气体的等压变化和等容变化

[学习目标]1.知道什么是等压变化和等容变化.2.知道盖－吕萨克定律和查理定律的内容和

表达式，并会进行相关计算.3.了解p－T图像和V－T图像及其物理意义．

一、气体的等压变化

1．等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度变化的过程．

2．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，其体积V与热力学温度T成正比．

(2)表达式：V＝CT或＝.

(3)适用条件：气体的质量和压强不变．

(4)图像：如图1所示．

图1

V－T图像中的等压线是一条过原点的直线．

二、气体的等容变化

1．等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程．

2．查理定律

(1)内容：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．

(2)表达式：p＝CT或＝.

(3)适用条件：气体的质量和体积不变．

(4)图像：如图2所示．

图2

①p－T图像中的等容线是一条过原点的直线．

②p－t图像中的等容线不过原点，但反向延长线交t轴于－273.15℃.

1．判断下列说法的正误．

(1)一定质量的某种气体，在压强不变时，若温度升高，则体积减小．(×)

(2)“拔火罐”时，火罐冷却，罐内气体的压强小于大气的压强，火罐就被“吸”在皮肤上．(

√)

(3)一定质量的气体，等容变化时，气体的压强和温度不一定成正比．(√)

(4)查理定律的数学表达式＝C，其中C是一个与气体的质量、压强、温度、体积均无关的

恒量．(×)

2．(1)一定质量的气体做等容变化，温度为200K时的压强为0.8atm，压强增大到2atm时

的温度为________K.

(2)一定质量的气体，在压强不变时，温度为200K，体积为V，当温度升高100K时，体积

0

变为原来的________倍．

答案(1)500(2)

一、气体的等压变化

导学探究

如图3所示，用水银柱封闭了一定质量的气体．当给封闭气体缓慢加热时能看到什么现象？

说明了什么？

图3

答案水银柱向上移动．说明了在保持气体压强不变的情况下，封闭气体的体积随温度的升

高而增大．

知识深化

1．盖－吕萨克定律及推论

表示一定质量的某种气体从初状态(V、T)开始发生等压变化，其体积的变化量ΔV与热力学

温度的变化量ΔT成正比．

2．V－T图像和V－t图像

一定质量的某种气体，在等压变化过程中

(1)V－T图像：气体的体积V随热力学温度T变化的图线是过原点的倾斜直线，如图4甲所示，

且pp，即斜率越小，压强越大．

12

图4

(2)V－t图像：体积V与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，

等压线是一条延长线通过横轴上－273.15℃的倾斜直线，且斜率越大，压强越小，图像纵轴

的截距V是气体在0℃时的体积．

0

特别提醒一定质量的气体，在压强不变时，其体积与热力学温度成正比，而不是与摄氏温

度成正比

3．应用盖－吕萨克定律解题的一般步骤

(1)确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体．

(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件：质量一定，压强不变．

(3)确定初、末两个状态的温度、体积．

(4)根据盖－吕萨克定律列式求解．

(5)求解结果并分析、检验．

(2020·徐州一中高二开学考试)如图5为一简易恒温控制装置，一根足够长的玻璃管竖

直放置在水槽中，玻璃管内装有一段长L＝4cm的水银柱，水银柱下方封闭有一定质量的气

体(气体始终处在恒温装置中且均匀受热)．开始时，开关S断开，水温为27℃，水银柱下方

空气柱的长度为L0＝20cm，电路中的A、B部分恰好处于水银柱的正中央．闭合开关