氣體的等壓變化和等容變化+高二下學(xué)期物理人教版2019選擇性必修第三冊

第三節(jié)氣體的等壓變化和等容變化第二章

氣體、固體和氣體學(xué)習(xí)目標(biāo)1新課講解3新課導(dǎo)入2經(jīng)典例題4課堂練習(xí)5本課小結(jié)6目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解理想氣體模型，知道實際氣體在什么情況下可以看成理想氣體。2.能用分子動理論和統(tǒng)計觀點解釋氣體實驗定律。新課導(dǎo)入

燒瓶上通過橡膠塞連接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住燒瓶，會觀察到水柱緩慢向外移動，這說明了什么？第一節(jié)氣體的等壓變化氣體的等壓變化

氣體的等溫變化蓋·呂薩克定律一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變時，體積隨溫度變化的過程一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T

成正比（V∝T）公式可寫成氣體的等壓變化

等壓曲線tOV-273.15p1TOVp2p1<p2同一條直線上壓強相同氣體的等壓變化

③壓強越大，斜率越小。如圖2：p1>p2>p3>p4。對等壓線的理解V-t圖像中的等壓線①延長線通過(－273.15℃，0)的傾斜直線。②縱軸截距V0是氣體在0℃時的體積。V-T圖像中的等壓線①延長線通過原點的傾斜直線。②壓強越大，斜率越小。如圖3：p1>p2>p3>p4。適用條件：①氣體的質(zhì)量不變②氣體的壓強不變氣體的等壓變化第二節(jié)氣體的等容變化氣體的等容變化

氣體的等容變化一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時，壓強隨溫度變化的過程查理定律一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強P與熱力學(xué)溫度T

成正比

（P

∝

T）公式可寫成氣體的等容變化

等容線V1

V2<tOp-273.15V1TOpV2氣體的等容變化氣體實驗定律

玻意耳定律查理定律蓋-呂薩克定律壓強不太大(相對大氣壓)，溫度不太低(相對室溫)這些定律的適用范圍：p1V1=p2V2第三節(jié)理想氣體理想氣體

特點假設(shè)有這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強下都能嚴格地遵從氣體實驗定律,我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。理想氣體（1）理想氣體是不存在的，是一種理想模型。（2）在溫度不太低,壓強不太大時的氣體可看成是理想氣體。理想氣體

特點（4）從能量上說：理想氣體的微觀本質(zhì)是忽略了分子力，沒有分子勢能，理想氣體的內(nèi)能只有分子動能。（3）從微觀上說：分子間以及分子和器壁間，除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據(jù)的空間認為都是可以被壓縮的空間。一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定,與氣體的體積無關(guān)。理想氣體

理想氣體的狀態(tài)方程（1）內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種理想氣體在從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)時，盡管p、V、T都可能改變，但是壓強跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變。（2）公式：或注：恒量C由理想氣體的質(zhì)量和種類決定，即由理想氣體的物質(zhì)的量決定理想氣體

理想氣體的狀態(tài)方程（3）使用條件:一定質(zhì)量的某種理想氣體。①當(dāng)T1=T2時，p1V1=p2V2

(玻意耳定律)②當(dāng)V1=V2時，

(查理定律)③當(dāng)p1=p2時，

(蓋-鋁薩克定律)（4）氣體的三個實驗定律是理想氣體狀態(tài)方程的特例：理想氣體

理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用(1)解題步驟①確定研究對象，即某一定質(zhì)量的理想氣體，分析它的變化過程；②確定初、末兩狀態(tài)，準(zhǔn)確找出初、末兩狀態(tài)的六個狀態(tài)參量，特別是壓強；③用理想氣體狀態(tài)方程列式，并求解。(2)注意：①氣體質(zhì)量保持不變②T必須是熱力學(xué)溫度，公式兩邊

p和

V單位需統(tǒng)一經(jīng)典例題如圖所示，A、B兩個大容器裝有同種氣體，容器間用一根細玻璃管連接，管中有一水銀滴D做活塞，當(dāng)左邊容器的溫度為-10℃，右邊容器的溫度為10℃時，水銀滴剛好在玻璃管中央保持平衡，當(dāng)兩個容器的溫度都下降10℃時，下列說法正確的是(

)A.水銀滴將不運動 B.水銀滴將向右運動C.水銀滴將向左運動

D.水銀滴的運動方向無法判斷C答案：C解析：假設(shè)水銀滴不動，兩邊氣體都發(fā)生等容變化，根據(jù)

可知，對左側(cè)氣體有

，對右側(cè)氣體有

，整理可得

，因此水銀滴將向左運動，故選C一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在氣缸中，氣缸和活塞的絕熱性、密封性良好，如圖所示。現(xiàn)接通電熱絲加熱氣體，活塞緩慢向上移動，不計活塞與氣缸間的摩擦，外界大氣壓強保持不變，則該過程(

)A.氣體壓強不變B.氣體中每個分子熱運動的動能都增加C.電熱絲產(chǎn)生的熱量小于氣體對活塞做的功D.在單位時間內(nèi)，氣體分子與單位面積活塞碰撞的次數(shù)增加A答案：A解析：A.活塞向上運動，不計活塞與氣缸間的摩擦，外界大氣壓強保持不變，整個過程氣體壓強與外界大氣壓強之差保持不變，屬于等壓變化，故A正確；B.由于氣體溫度升高，氣體內(nèi)能升高，則氣體分子的平均動能升高，但不是每個分子的動能都增加，故B錯誤；C.活塞向上移動，氣體對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律氣體內(nèi)能升高，可知氣體從電熱絲處吸收的熱量大于氣體對活塞做的功，故C錯誤；D.氣體分子的平均動能升高，撞擊活塞的平均作用力增大，而氣體壓強不變，則氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊活塞單位面積的次數(shù)減少，故D錯誤。故選A。熱力學(xué)循環(huán)是指工作物質(zhì)經(jīng)過一系列狀態(tài)的變化后回到它的初始狀態(tài)這種周而復(fù)始的全過程，我們將一定質(zhì)量的理想氣體熱學(xué)循環(huán)簡化后如圖所示，且

，下列說法正確的是(

)A.從A

到C

過程中氣體向外界放熱B.從C

到A

過程中氣體對外界做功C.從A

到C

過程中氣體分子熱運動的平均速率先變大后變小D.從A

到最終回到A

的循環(huán)過程中氣體與外界熱量交換為0C答案：C解析：A.從A到C過程中，氣體體積變大，對外界做功由可知，從A到C過程中氣體吸熱，故A錯誤；B.由圖可知，從，體積變小，外界對氣體做功，故B錯誤；C.由圖可得溫度先升高后降低，溫度是平均動能標(biāo)志，則從A到C過程中氣體分子熱運動的平均速率先變大后變小，故C正確；D.全過程面積代表功的大小，合功為負，由可知氣體吸收熱量，故D錯誤。故選C。民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點燃的紙片放入一個小罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會被緊緊地“吸”在皮膚上.其原因是當(dāng)火罐內(nèi)的氣體(

)A.溫度不變時，體積減小，壓強增大 B.體積不變時，溫度降低，壓強減小C.壓強不變時，溫度降低，體積減小 D.質(zhì)量不變時，壓強增大，體積減小B當(dāng)堂檢測答案：B解析：把火罐扣在皮膚上，罐內(nèi)空氣的體積等于火罐的容積，之后罐內(nèi)氣體溫度不斷降低，氣體發(fā)生等容變化，由查理定律可知，氣體壓強減小，火罐內(nèi)氣體壓強小于外界大氣壓強，火罐被緊緊地壓在皮膚上，故選B.如圖所示，某次實驗時，試管中用水銀柱封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，一段時間后，發(fā)現(xiàn)水銀柱往下移動了一定距離。則關(guān)于這個實驗，下列說法正確的是(

)A.封閉氣體的分子平均動能增大B.在相等時間內(nèi)封閉氣體的分子對單位面積器壁的沖量不變C.封閉氣體在單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)不變D.由于水銀對玻璃不浸潤，附著層內(nèi)的分子比水銀內(nèi)部的分子密集B答案：B解析：氣體壓強不變，發(fā)生等壓變化，有

，又

，所以

，所以溫度降低，分子平均動能減小，在相等時間