高中物理選修3-3.8.2_氣體的等容變化和等壓變化

1、一、玻意耳定律一、玻意耳定律 1 1、內(nèi)容、內(nèi)容: :一定質(zhì)量某種氣體，在溫度不變的一定質(zhì)量某種氣體，在溫度不變的 情況下，壓強(qiáng)情況下，壓強(qiáng)p p與體積與體積V V成反比。成反比。 2 2、公式：、公式： pVpV=C=C( (常數(shù)常數(shù)) ) 或或p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 23.3.條件條件: : 一定質(zhì)量氣體且溫度不變一定質(zhì)量氣體且溫度不變4 4、適用范圍：、適用范圍：溫度不太低，壓強(qiáng)不太大溫度不太低，壓強(qiáng)不太大復(fù)習(xí)回顧二二. .等溫變化圖象等溫變化圖象1 1、特點(diǎn)、特點(diǎn): :(1)(1)等溫線是雙曲線的一支。等溫線是雙曲線的一支。(2)(2)溫度越高溫度越高, ,其等

2、溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)其等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn). .2 2、圖象意義、圖象意義: :(1)(1)物理意義物理意義: :反映壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系反映壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系( (2 2) )圖像上每點(diǎn)的意義圖像上每點(diǎn)的意義: : 每一組數(shù)據(jù)每一組數(shù)據(jù)-反映某一狀態(tài)反映某一狀態(tài)閱讀課文閱讀課文, ,回答以下問題回答以下問題: :1 1、什么是氣體的等容變化過程、什么是氣體的等容變化過程? 2 2、氣體的等容變化遵循什么規(guī)律、氣體的等容變化遵循什么規(guī)律? 一、氣體的等容變化一、氣體的等容變化1、問題的提出：炎熱的夏天，如果將自行車內(nèi)胎充氣過足，停車時又沒能放在陰涼處，而是放在陽光下曝曬，這樣極易爆裂，知道這是為什么嗎

3、？ 答：答：曝曬過程中內(nèi)胎容積變化甚微，可認(rèn)為容積不變；當(dāng)溫度升高時導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)增大而使車胎爆裂. 2氣體等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體在體積不變時壓強(qiáng)隨溫度的變化叫做等容變化。二、氣體等容變化的規(guī)律氣體質(zhì)量一定，體積不變氣體質(zhì)量一定，體積不變控制變量法?？刂谱兞糠?。 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。 一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的條一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的條件下，壓強(qiáng)件下，壓強(qiáng)P P與溫度成正比與溫度成正比1 1、實(shí)驗(yàn)條件：、實(shí)驗(yàn)條件：2 2、實(shí)驗(yàn)方法：、實(shí)驗(yàn)方法：3 3

4、、結(jié)論：、結(jié)論： 氣體的等壓變化規(guī)律是由法國科學(xué)家查理通過氣體的等壓變化規(guī)律是由法國科學(xué)家查理通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，我們把它叫做查理定律。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，我們把它叫做查理定律。三、查理定律三、查理定律 一定質(zhì)量的某種氣體，在體積一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)不變的情況下，壓強(qiáng)P P與熱力學(xué)溫度與熱力學(xué)溫度T T成正比成正比. .2211TpTpCTP 也可寫成也可寫成 或或2 2、數(shù)學(xué)表述：、數(shù)學(xué)表述：（C C是比例常數(shù)）是比例常數(shù)）CTP或或2121TTPp壓強(qiáng)不太大，溫度不太低壓強(qiáng)不太大，溫度不太低注意：注意：P P與熱力學(xué)溫度與熱力學(xué)溫度T T成正比，不與攝氏溫度成正比，成正比，不與

5、攝氏溫度成正比，但壓強(qiáng)的變化但壓強(qiáng)的變化 p p與攝氏溫度與攝氏溫度 t t的變化成正比的變化成正比1 1查理定律：查理定律：3 3、適用條件：、適用條件：例例1 1、一定質(zhì)量的氫氣在、一定質(zhì)量的氫氣在00時的壓強(qiáng)是時的壓強(qiáng)是9 910104 4PaPa，保持氫氣的體積不變，它在保持氫氣的體積不變，它在9191時的壓強(qiáng)是多大？時的壓強(qiáng)是多大？基本規(guī)律簡單應(yīng)用基本規(guī)律簡單應(yīng)用思考思考1 1、冬季，裝有半瓶水的暖水瓶經(jīng)過一個夜晚，、冬季，裝有半瓶水的暖水瓶經(jīng)過一個夜晚，第二天拔瓶口的軟木塞時會覺得很緊，不易拔出來，第二天拔瓶口的軟木塞時會覺得很緊，不易拔出來，這是什么原因？這是什么原因？注意：查理

6、定律中的溫度注意：查理定律中的溫度T T為為開氏開氏溫標(biāo)，解題時注溫標(biāo)，解題時注意單位的統(tǒng)一。意單位的統(tǒng)一。4 4、圖象表述：、圖象表述：1 1、圖像的物理意義：、圖像的物理意義：描述一定質(zhì)量的描述一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)隨溫氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)隨溫度變化的關(guān)系。度變化的關(guān)系。2 2、圖像上點(diǎn)的物理意義：、圖像上點(diǎn)的物理意義：圖像上的每個點(diǎn)表示氣體的圖像上的每個點(diǎn)表示氣體的一個確定狀態(tài)（一個確定狀態(tài)（T T、P P），同一圖像上的各點(diǎn)描述的氣體），同一圖像上的各點(diǎn)描述的氣體狀態(tài)參量中，氣體的體積相同，因此圖像叫等容線。狀態(tài)參量中，氣體的體積相同，因此圖像叫等容線。注意

7、：注意：1 1、P-TP-T圖像是圖像是正比例正比例函數(shù)函數(shù), ,等容等容線與線與T T軸交點(diǎn)為軸交點(diǎn)為0 0開開. . P-tP-t圖像是圖像是一次一次函函數(shù)，等容線與數(shù)，等容線與t t軸交點(diǎn)為軸交點(diǎn)為-273.15-273.15例例2.如圖，能正確描述一定質(zhì)量的氣體等容變化規(guī)律如圖，能正確描述一定質(zhì)量的氣體等容變化規(guī)律的是（的是（ ）基本規(guī)律簡單應(yīng)用基本規(guī)律簡單應(yīng)用習(xí)題習(xí)題1 1對于一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時，壓強(qiáng)增大對于一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時，壓強(qiáng)增大到原來的兩倍，則氣體溫度的變化情況是到原來的兩倍，則氣體溫度的變化情況是( () )A A氣體的攝氏溫度升高到原來的兩倍氣體的攝氏

8、溫度升高到原來的兩倍B B氣體的熱力學(xué)溫度升高到原來的兩倍氣體的熱力學(xué)溫度升高到原來的兩倍C C氣體的攝氏溫度降為原來的一半氣體的攝氏溫度降為原來的一半D D氣體的熱力學(xué)溫度降為原來的一半氣體的熱力學(xué)溫度降為原來的一半2 2、盛有氧氣的鋼瓶，在、盛有氧氣的鋼瓶，在1717的室內(nèi)測得氧氣的壓強(qiáng)的室內(nèi)測得氧氣的壓強(qiáng)是是9.319.3110106 6PaPa。當(dāng)鋼瓶搬到。當(dāng)鋼瓶搬到-13-13的工地上時，瓶的工地上時，瓶內(nèi)氧氣的壓強(qiáng)變?yōu)閮?nèi)氧氣的壓強(qiáng)變?yōu)? 8。151510106 6PaPa。鋼瓶是不是漏氣？。鋼瓶是不是漏氣？為什么？為什么？閱讀課文閱讀課文, ,回答以下問題回答以下問題: :1 1、

9、什么是氣體的等壓變化過程、什么是氣體的等壓變化過程? 2 2、氣體的等壓變化遵循什么規(guī)律、氣體的等壓變化遵循什么規(guī)律? 一、氣體的等壓變化CTV CTV 一定質(zhì)量的氣體在壓強(qiáng)不變一定質(zhì)量的氣體在壓強(qiáng)不變時，體積隨溫度變化叫等壓變化。時，體積隨溫度變化叫等壓變化。 一定質(zhì)量的某種氣體，在壓一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積強(qiáng)不變的情況下，其體積V V與熱力學(xué)溫度與熱力學(xué)溫度T T成正比。成正比。3 3、數(shù)學(xué)表述：、數(shù)學(xué)表述： 或或 （C C為常數(shù)）為常數(shù)）壓強(qiáng)不太大、溫度不太低壓強(qiáng)不太大、溫度不太低2211TVTV1 1、氣體的等壓變化：、氣體的等壓變化：2 2、蓋、蓋呂薩克定律：呂

10、薩克定律：4 4、適用條件：、適用條件：5、圖像表述1 1、圖像的物理意義：、圖像的物理意義：描述一定質(zhì)量的描述一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積隨溫氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積隨溫度變化的關(guān)系。度變化的關(guān)系。2 2、圖像上點(diǎn)的物理意義：、圖像上點(diǎn)的物理意義：圖像上的每個點(diǎn)表示氣體圖像上的每個點(diǎn)表示氣體的一個確定狀態(tài)（的一個確定狀態(tài)（V V、T T），同一圖像上的各點(diǎn)描述），同一圖像上的各點(diǎn)描述的氣體狀態(tài)參量中，氣體的壓強(qiáng)相同，因此圖像叫的氣體狀態(tài)參量中，氣體的壓強(qiáng)相同，因此圖像叫等壓線。等壓線。3 3、V-TV-T圖像是圖像是正比例正比例函數(shù)，等容線與函數(shù)，等容線與T T軸交點(diǎn)為軸交

11、點(diǎn)為0 K0 K；V-tV-t圖像是圖像是一次一次函數(shù)，函數(shù)，等容線與等容線與t t軸交點(diǎn)為軸交點(diǎn)為-273.15-273.15。例例1 1: :某種氣體在狀態(tài)時壓強(qiáng)某種氣體在狀態(tài)時壓強(qiáng)2 210105 5Pa,Pa,體體積為積為1m1m3,3,溫度為溫度為200K,200K,(1)(1)它在等溫過程中由狀態(tài)它在等溫過程中由狀態(tài)A A變?yōu)闋顟B(tài)變?yōu)闋顟B(tài)B,B,狀態(tài)狀態(tài)B B 的體積為的體積為2m2m3 3, ,求狀態(tài)求狀態(tài)B B 的壓強(qiáng)的壓強(qiáng). .(2)(2)隨后隨后, ,又由狀態(tài)又由狀態(tài)B B 在等容過程中變?yōu)闋顟B(tài)在等容過程中變?yōu)闋顟B(tài)C ,C ,狀態(tài)狀態(tài)C C 的溫度為的溫度為300K,300

12、K,求狀態(tài)求狀態(tài)C C 的壓強(qiáng)的壓強(qiáng). .基本規(guī)律簡單應(yīng)用基本規(guī)律簡單應(yīng)用例2.如圖所示，p表示壓強(qiáng)，V表示體積，T表示熱力學(xué)溫度，t表示攝氏溫度，各圖中正確描述一定質(zhì)量理想氣體等壓變化規(guī)律的是（ ）例3.如圖所示，氣缸中封閉著溫度為100的空氣，一重物用繩索經(jīng)滑輪跟缸中活塞相連接，且處于平衡狀態(tài)，這時活塞離氣缸底的高度為10 cm，如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?，（1）重物是上升還是下降？（2）這時重物將從原地移動多少cm?基本規(guī)律簡單應(yīng)用基本規(guī)律簡單應(yīng)用一、圖像斜率意義一、圖像斜率意義一定質(zhì)量的氣體，不同一定質(zhì)量的氣體，不同體積下的圖像體積下的圖像1 1、2 2，等，等容線的容線的斜率反映斜率反映了體

13、積了體積的大小的大小一定質(zhì)量的氣體，不同一定質(zhì)量的氣體，不同壓強(qiáng)下的圖像壓強(qiáng)下的圖像1 1、2 2，等，等容線的容線的斜率反映斜率反映了體積了體積的大小的大小1 1、等容線、等容線2 2、等壓線、等壓線V V2 2V V1 1P P2 2P P1 1如圖：一定質(zhì)量的氣體從初狀態(tài)如圖：一定質(zhì)量的氣體從初狀態(tài)（T T1 1、P P1 1）開始，發(fā)生一個等容變）開始，發(fā)生一個等容變化過程，其壓強(qiáng)的變化量化過程，其壓強(qiáng)的變化量PP與溫度與溫度變量變量TT間的關(guān)系：間的關(guān)系：PTTP推論推論1 1：一定質(zhì)量的氣體在等容變化時，升高一定質(zhì)量的氣體在等容變化時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減小）的壓

14、強(qiáng)（或降低）相同的溫度，所增加（或減?。┑膲簭?qiáng)是相同的是相同的二、兩個推論二、兩個推論表達(dá)式：表達(dá)式：PPTT二、兩個推論二、兩個推論如圖：一定質(zhì)量的氣體從初狀態(tài)（如圖：一定質(zhì)量的氣體從初狀態(tài)（V V、T T）開始，發(fā)生一個等壓變化過程，）開始，發(fā)生一個等壓變化過程，其壓強(qiáng)的變化量其壓強(qiáng)的變化量VV與溫度變量與溫度變量TT間間的關(guān)系的關(guān)系VTTV推論推論2 2：一定質(zhì)量的氣體在等壓時，升高（或降一定質(zhì)量的氣體在等壓時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減?。┑捏w積是相同低）相同的溫度，所增加（或減?。┑捏w積是相同的的表達(dá)式：表達(dá)式：例例1.1.一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時，溫度每升高一定質(zhì)量

15、的氣體，在體積不變時，溫度每升高11，它的壓強(qiáng)增加量它的壓強(qiáng)增加量( )( ) A. A.相同相同 B.B.逐漸增大逐漸增大 C. C.逐漸減小逐漸減小 D.D.成正比例增大成正比例增大例例2、粗細(xì)均勻，兩端封閉的細(xì)長玻璃管中，有一段、粗細(xì)均勻，兩端封閉的細(xì)長玻璃管中，有一段水銀柱將管中氣體分為水銀柱將管中氣體分為A和和B兩部分，如圖所示兩部分，如圖所示.已知已知兩部分氣體兩部分氣體A和和B的體積關(guān)系是的體積關(guān)系是Vb=3Va,將玻璃管溫度將玻璃管溫度均升高相同溫度的過程中均升高相同溫度的過程中,水銀將（水銀將（ ） A.向向A端移動端移動 B.向向B端移動端移動 C.始終不動始終不動 D.以

16、上三種情況都有可能以上三種情況都有可能基本規(guī)律簡單應(yīng)用基本規(guī)律簡單應(yīng)用隨堂練習(xí)隨堂練習(xí)練習(xí)練習(xí)1 1、密閉在容積不變的容器中的氣體，當(dāng)溫度降低、密閉在容積不變的容器中的氣體，當(dāng)溫度降低時：時：A A、壓強(qiáng)減小，密度減小、壓強(qiáng)減小，密度減小; ; B B、壓強(qiáng)減小，密度增大；、壓強(qiáng)減小，密度增大；C C、壓強(qiáng)不變，密度減小；、壓強(qiáng)不變，密度減?。?D D、壓強(qiáng)減小，密度不變、壓強(qiáng)減小，密度不變練習(xí)練習(xí)2 2、下列關(guān)于一定質(zhì)量的氣體的等容變化的說法中、下列關(guān)于一定質(zhì)量的氣體的等容變化的說法中正確的是：正確的是：A A、氣體壓強(qiáng)的改變量與攝氏溫度成正比；、氣體壓強(qiáng)的改變量與攝氏溫度成正比；B B、氣體的壓強(qiáng)與攝氏溫度成正比；、氣體的壓強(qiáng)與攝氏溫度成正比；C C、氣體壓強(qiáng)的改變量與熱力學(xué)溫度的改變量成正比；、氣體壓強(qiáng)