D084.氣體的等容變化和等壓變化.pptVIP

氣體的等容變化 和等壓變化,一、氣體的等容變化 二、氣體的等壓變化 蓋呂薩克定律的微觀解釋 063. 上海市南匯區(qū)08年第二次模擬考試1A 025. 上海市黃浦區(qū)08年1月期終測評卷15 033. 上海嘉定區(qū)2007學(xué)年上學(xué)期調(diào)研5 039. 08年深圳市第一次調(diào)研考試12 047. 08年福建省畢業(yè)班質(zhì)量檢查 17 030. 揚(yáng)州市07-08學(xué)年度第一學(xué)期期末調(diào)研試卷12（2） 024. 上海市徐匯區(qū)07年第一學(xué)期期末試卷10 054. 08年北京市海淀區(qū)一模試卷14 gk004. 2008年高考物理上海卷 13 063. 上海市南匯區(qū)08年第二次模擬考試21 032. 上海虹口區(qū)07學(xué)年度第一學(xué)期期終教學(xué)檢測20 033. 上海嘉定區(qū)2007學(xué)年上學(xué)期調(diào)研19 031. 上海市靜安區(qū)07-08學(xué)年第一學(xué)期期末檢測20 027. 鹽城市07/08學(xué)年度第一次調(diào)研考試12.2 gk004. 2008年高考物理上海卷20A gk013. 2008年高考上海理綜卷5,氣體的等容變化和等壓變化,在物理學(xué)中，當(dāng)需要研究三個物理量之間的關(guān)系時，往往采用“控制變量法”保持一個量不變，研究其它兩個量之間的關(guān)系，然后綜合起來得出所要研究的幾個量之間的關(guān)系。,1、等容變化：當(dāng)體積（V）保持不變時, 壓強(qiáng)（p）和溫度（T）之間的關(guān)系。,一、氣體的等容變化：,一定質(zhì)量（m）的氣體的總分子數(shù)（N）是一定的，體積（V）保持不變時，其單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）也保持不變，當(dāng)溫度（T）升高時，其分子運(yùn)動的平均速率（v）也增大，則氣體壓強(qiáng)（p）也增大；反之當(dāng)溫度（T）降低時，氣體壓強(qiáng)（p）也減小。,2、查理定律：,一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度每升高（或降低） 1，增加（或減少）的壓強(qiáng)等于它0時壓強(qiáng)的1/273,或一定質(zhì)量的某種氣體,在體積保持不變的情況下, 壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比.,3、公式：,4、查理定律的微觀解釋：,一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度每升高（或降低） 1，增加（或減少）的體積等于它0時體積的1/273,二、氣體的等壓變化：,1、等壓變化：當(dāng)壓強(qiáng)（ p ）保持不變時, 體積（ V ）和溫度（ T ）之間的關(guān)系.,3、公式：,或一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強(qiáng)p保持不變的情況下, 體積V與熱力學(xué)溫度T成正比.,2、蓋呂薩克定律：,一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)、體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值是一個常數(shù)。,n為氣體的摩爾數(shù)，R為普適氣體恒量,4、蓋呂薩克定律的微觀解釋：,一定質(zhì)量（m）的理想氣體的總分子數(shù)（N）是一定的，要保持壓強(qiáng)（p）不變，當(dāng)溫度（T）升高時，全體分子運(yùn)動的平均速率v會增加，那么單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）一定要減?。ǚ駝t壓強(qiáng)不可能不變），因此氣體體積（V）一定增大；反之當(dāng)溫度降低時，同理可推出氣體體積一定減小,三、氣態(tài)方程,063.上海市南匯區(qū)08年第二次模擬考試1A,1A由查理定律可知，一定質(zhì)量的理想氣體在體積不變時，它的壓強(qiáng)隨溫度變化關(guān)系如圖中實(shí)線表示。把這個結(jié)論進(jìn)行合理外推，便可得出圖中t0 ；如果溫度能降低到t0，那么氣體的壓強(qiáng)將減小到 Pa。,273,0,025.上海市黃浦區(qū)08年1月期終測評卷15,15一定質(zhì)量的理想氣體在等容變化過程中測得，氣體在0時的壓強(qiáng)為P0， 10時的壓強(qiáng)為P10，則氣體在21時的壓強(qiáng)在下述各表達(dá)式中正確的是 ( ),A B C D,A D,033.上海嘉定區(qū)2007學(xué)年上學(xué)期調(diào)研5,A . 兩次管中氣體壓強(qiáng)相等 B . T1時管中氣體壓強(qiáng)小于T2時管中氣體壓強(qiáng) C . T1T2,5、如圖所示，A端封閉有氣體的U形玻璃管倒插入水銀槽中，當(dāng)溫度為T1時，管中水銀面處在M處，溫度為T2時，管中水銀面處在N處，且M、N位于同一高度，若大氣壓強(qiáng)不變，則：（ ）,A D,039.08年深圳市第一次調(diào)研考試12,12對于一定質(zhì)量的理想氣體，可能發(fā)生的過程是 ( ) A壓強(qiáng)和溫度不變，體積變大 B溫度不變，壓強(qiáng)減少，體積減少 C體積不變，溫度升高，壓強(qiáng)增大， D壓強(qiáng)增大，體積增大，溫度降低,C,047.08年福建省畢業(yè)班質(zhì)量檢查 17,17如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的氣缸開口向下，缸內(nèi)用一活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，活塞在氣缸內(nèi)可以自由滑動且不漏氣，其下方用細(xì)繩吊著一重物，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將細(xì)繩剪斷，從剪斷細(xì)繩到系統(tǒng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)的過程可視為一緩慢過程，在這一過程中氣缸內(nèi) ( ) A氣體從外界吸熱 B單位體積的氣體分子數(shù)變大 C氣體分子平均速率變大 D單位時間單位面積器壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)減少,B,030.揚(yáng)州市07-08學(xué)年度第一學(xué)期期末調(diào)研試卷12（2）,12.（2）在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100的空氣, 一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接, 重物和活塞均處于平衡狀態(tài), 這時活塞離缸底的高度為10 cm,如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?, 問: 重物是上升還是下降？ 這時重物將從原處移動多少厘米? (設(shè)活塞與氣缸壁間無摩擦),氣體初態(tài)體積V1=10S cm3, 溫度T1=373 K,則重物上升高度h=107.4=2.6 cm,解:,可得h =7.4 cm,據(jù),末態(tài)溫度T2=273 K， 體積設(shè)為V2=hScm3 (h為活塞到缸底的距離),分析可知缸內(nèi)氣體作等壓變化. 設(shè)活塞截面積為S cm2,缸內(nèi)氣體溫度降低, 壓強(qiáng)減小, 故活塞下移, 重物上升.,024.上海市徐匯區(qū)07年第一學(xué)期期末試卷10,10如圖所示，一豎直放置的氣缸由兩個截面積不同的圓柱構(gòu)成，各有一個活塞且用細(xì)桿相連，上、下分別封有兩部分氣體A和B，兩活塞之間是真空，原來活塞恰好靜止，兩部分氣體的溫度相同，現(xiàn)在將兩部分氣體同時緩慢升高相同溫度，則（ ） （A）兩活塞將靜止不動 （B）兩活塞將一起向上移動 （C）A氣體的壓強(qiáng)改變量比B氣體 的壓強(qiáng)改變量大 （D）無法比較兩部分氣體的壓強(qiáng) 改變量的大小,B C,054.08年北京市海淀區(qū)一模試卷14,14. 如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直立于地面上，絕熱活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸中，活塞靜止時處于A位置。現(xiàn)將一重物輕輕地放在活塞上，活塞最終靜止在B位置。若除分子之間相互碰撞以外的作用力可忽略不計(jì)，則活塞在B位置時與活塞在A位置時相比較 （ ） A氣體的溫度可能相同 B氣體的內(nèi)能可能相同 C單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)不變 D單位時間內(nèi)氣體分子撞擊單位面積氣缸壁的次數(shù)一定增多,D,gk004.2008年高考物理上海卷 13,13如圖所示, 兩端開口的彎管, 左管插入水銀槽中,右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則 （ ） （A）彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為h （B）若把彎管向上移動少許, 則管內(nèi)氣體體積增大 （C）若把彎管向下移動少許， 右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升 （D）若環(huán)境溫度升高，右管內(nèi) 的水銀柱沿管壁上升,A C D,解見下頁,環(huán)境溫度升高，封閉氣體體積增大， 則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升，D對。,解析：,封閉氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓與水銀柱產(chǎn)生壓強(qiáng)之差， 故左管內(nèi)外水銀面高度差也為h，A對；,彎管上下移動，封閉氣體溫度和壓強(qiáng)不變，體積不變，B錯C對；,063.上海市南匯區(qū)08年第二次模擬考試21,21（10分）如圖，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，一個不導(dǎo)熱的活塞將汽缸內(nèi)的氣體分為A、B兩部分，兩部分氣體可以分別通過放在其中的電熱絲加熱。開始時，A氣體的體積是B的一半，A氣體的溫度是17C，B氣體的溫度是27C，活塞靜止。現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體， 使A、B兩部分氣體的溫度都升高10C，在此過程中活塞向哪個方向移動？ 某同學(xué)是這樣解答的：先設(shè)法保持A、B氣體的體積不變，由于兩部分氣體原來的壓強(qiáng)相等，溫度每升高1C，壓強(qiáng)就增加原來的1/273，因此溫度都升高10C，兩邊的壓強(qiáng)還相等，故活塞不移動。 你認(rèn)為該同學(xué)的思路是否正確？如果認(rèn)為正確，請列出公式加以說明；如果認(rèn)為不 正確，請指出錯誤之處，并確定 活塞的移動方向。,解：,該同學(xué)思路不正確。,在體積不變的情況下，一定質(zhì)量的理想氣體溫度每升高1C，壓強(qiáng)就增加0C時壓強(qiáng)的1/273，而現(xiàn)在A、B的溫度不同而壓強(qiáng)相等，說明0C時它們的壓強(qiáng)不相等，因此升高相同的溫度后，最后的壓強(qiáng)不等。,設(shè)想先保持A、B的體積不變, 當(dāng)溫度分別升高10C時,對A有,同理，對B有,由于pApB，,所以pApB 故活塞向右移動。,032.上海虹口區(qū)07學(xué)年度第一學(xué)期期終教學(xué)檢測20,20、如圖所示，氣缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)時溫度為0，大氣壓為1atm(設(shè)其值為105Pa)、氣缸橫截面積為500cm2，活塞重為5000N。則： （1）氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為多少？ （2）如果開始時內(nèi)部被封閉氣體的總體積為 汽缸上部體積為 ，并且汽缸口有個卡環(huán)可以卡住活塞，使之只能在汽缸內(nèi)運(yùn)動， 所有摩擦不計(jì)?，F(xiàn)在使氣缸內(nèi)的 氣體加熱至273，求氣缸內(nèi)氣 體壓強(qiáng)又為多少？,解：,(1)由受力平衡可知：,(2)缸內(nèi)氣體先做等壓變化，活塞將運(yùn)動到卡環(huán)處就不再運(yùn)動，設(shè)此時溫度為T1 ， 有,所以,接下來繼續(xù)升溫，氣缸內(nèi)氣體將做等體積變化，設(shè)所求壓強(qiáng)為p2，故有,代入可得,033.上海嘉定區(qū)2007學(xué)年上學(xué)期調(diào)研19,19、（10分）如圖所示，上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置，截面積為40cm2的活塞將一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在氣缸內(nèi)。在氣缸內(nèi)距缸底60cm處設(shè)有a、b兩限制裝置，使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在a、b上，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0（p0=1.0105 Pa為大氣壓強(qiáng)），溫度為300K?，F(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，當(dāng)溫度為330K，活塞恰好離開a、b;當(dāng)溫度為360K時, 活塞上升了4cm。求: (1)活塞的質(zhì)量 (2)物體A的體積,設(shè)物體A的體積為V，氣體的狀態(tài)參量為：,氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2為等容過程：,代入數(shù)據(jù)得,代入數(shù)據(jù)得 m=4kg,氣體從狀態(tài)2到狀態(tài)3為等壓過程：,解：,031.上海市靜安區(qū)07-08學(xué)年第一學(xué)期期末檢測20,20、（12分）一根兩端開口、粗細(xì)均勻的長直玻璃管橫截面積為S210-3m2，豎直插入水面足夠?qū)拸V的水中。管中有一個質(zhì)量為m0.4kg的密閉活塞，封閉一段長度為L066cm的氣體，氣體溫度T0=300K，如圖所示。開始時，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)活塞與管壁間的摩擦。外界大氣壓強(qiáng)P01.0105Pa， 水的密度1.0103kg/m3。試問： （1）開始時封閉氣體的壓強(qiáng)多大？ （2）現(xiàn)保持管內(nèi)封閉氣體溫度不變，用 豎直向上的力F緩慢地拉動活塞。當(dāng)活塞 上升到某一位置時停止移動,此時F6.0N， 則這時管內(nèi)外水面高度差為多少？ 管內(nèi) 氣柱長度多大？ （3）再將活塞固定住，改變管內(nèi)氣體的溫度，使管內(nèi)外水面相平，此時氣體的溫度是多少？,（1）當(dāng)活塞靜止時，,（2）當(dāng)F=6.0N時，有：,管內(nèi)外液面的高度差,由玻意耳定律 P1L1S=P2L2S,解：,空氣柱長度,（3）P3=P0=1.0105Pa L3=68+10=78cm T2=T1,氣體溫度變?yōu)?由氣態(tài)方程,題目,027.鹽城市07/08學(xué)年度第一次調(diào)研考試12.2,12-2.（本題供使用選修33教材的考生作答）如圖所示的圓柱形容器內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的氣體，已知容器橫截面積為S，活塞重為G，大氣壓強(qiáng)為P0 .若活塞固定，密封氣體溫度升高1,需吸收的熱量為Q1 ； 若活塞不固定，且可無摩擦滑動，仍使密封氣體溫度升高1，需吸收的熱量為Q2 。 （1）Q1和Q2哪個大些？氣體在定容下的比熱容與在定壓下的比熱容為什么會不同？ （2）求在活塞可自由滑動時，密封 氣體溫度升高1，活塞上升的高度h。,設(shè)密閉氣體溫度升高1,內(nèi)能的增量為U,則有,U=Q1 ,U=Q2+W ,對活塞用動能定理得：,W內(nèi)+W大氣Gh=0 ,W大氣=P0Sh ,W=W內(nèi) ,解得：Q2=U+（P0S+G）h ,Q1 Q2 ,解：,由此可見，質(zhì)量相等的同種氣體，在定容和定壓兩種不同情況下，盡管溫度變化相同，但吸收的熱量不同，所以同種氣體在定容下的熱比容與在定壓下的熱比容不同, 解兩式,U=Q1 ,Q2=U+(P0S+G)h ,得：,題目,gk004.2008年高考物理上海卷20A,20A.（10分）汽車行駛時輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會造成耗油量上升。已知某型號輪胎能在40C-90C正常工作, 為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時的最高胎壓不超過3.5 atm，最低胎壓不低于1.6 atm，那么, 在t20C時給該輪胎充氣，充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)比較合適（設(shè)輪胎的體積不變）,解：,由于輪胎容積不變，輪胎內(nèi)氣體做等容變化。,設(shè)在T0293K充氣后的最小胎壓為Pmin，最大胎壓為Pmax。依題意，當(dāng)T1233K時胎壓為 P11.6atm。根據(jù)查理定律,即,解得：Pmin2.01atm,當(dāng)T2363K是胎壓為P23.5atm。根據(jù)查理定律,即,解得：Pmax2.83atm,5、溫度計(jì)是生活、生產(chǎn)中常用的測溫裝置。右圖