第二章第三节 气体的等压变化和等容变化 课件 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

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横县百合完全中学韦衍虎182761435372.3气体的等压变化和等容变化实验导入 烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么? 实验表明，温度升高时，为了保持气体的压强不变的情况下，气体的体积要随温度的升高而增大。一、气体的等压变化 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叫作气体的等压变化。实验表明，在V—T图像中，等压线是一条过原点的直线。体积与温度成正比 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。 式中V1、T1和V2、T2分别表示气体在1（初态）、2（末态）两个不同状态下的体积和温度。适用条件：压强不太大，温度不太低；气体的质量和压强都不变。盖—吕萨克定律V=CT课堂练习例1：一容器中装有某种气体，且容器上有一个小口与外界大气相通，原来容器内的温度为27℃，若把它加热到127℃，从容器中溢出的空气质量是原来质量的多少倍呢？27℃127℃分析：图中容器上有一个小口，与外界大气相通，说明容器内外压强始终相同，可以看作是等压变化。解：27℃127℃初态：T1=27+273=300KV1=V末态：V2=？等压变化，根据代入数据得：解得：T2=127+273=400K 所以溢出的部分只占总体及大1/4 那质量就也是1/4。二、气体的等容变化 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叫作气体的等容变化。压强与温度成正比乙实验表明，在P—T图像中，等容线是一条过原点的直线。查理定律 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。P=CT适用条件：压强不太大，温度不太低；气体的质量和体积都不变。 式中P1、T1和P2、T2分别表示气体在1（初态）、2（末态）两个不同状态下的压强和温度。例2：某种气体的压强为2×105Pa，体积为1m3，温度为200K。它经过等温过程后体积变为2m3。随后又经过等容过程，温度变为300K，求此时气体的压强？课堂练习分析：分别按等温变化和等容变化来求解。1 2 3等温变化过程解：初态：P1=2×105PaV1=1m3末态：P2=？V2=2m3根据：p1V1=p2V2代入数据得：解得：P2=105PaT1=200KT2=200K1 2 32×105×1=P2×21 2 3初态：P2=105PaV2=2m3末态：P3=？V3=2m3根据：代入数据得：解得：P3=1.5×105PaT2=200KT3=300K等容变化过程波意耳定律 PV=C盖—吕萨克定律P=CT查理定律V=CT等压变化等容变化等温变化适用范围：压强不太大，温度不太低时成立思考：压强很大或温度很低时会怎么样呢？三、理想气体初态：P1=P0V1=1m3末态：P2=500P0V2=？ 根据：p1V1=p2V2代入数据得：T1=273KT2=273K令温度不变，压强增大实际测量的结果： 压强很大、温度很低，结果会偏离的问题，这不就给科学研究带来了麻烦吗？在任何温度，任何压强下都遵从气体实验定律。理想气体：质点：①理想气体的内能=分子动能之和（只与温度有关）忽略分子体积忽略吸引排斥忽略分子势能②它是一种理想模型和实际气体近似③实际气体压强不太大，温度不太低，就可以看做理想气体理想气体的状态方程 描述一定质量的某种理想气，体状态的参量有三个，即压强p、体积V和温度T。课本例题的解法：初态： P1=2×105Pa V1=1m3 T2=200K末态： P2=？ V2=2m3 T3=300K根据：解得：P2=1.5×105Pa四、气体实验定律的微观解释①波意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V成反比V↓分子密集程度↑P↑②盖—吕萨克定律：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。V↑分子密集程度↓T↑P↑压强不变③查理定律：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。分子密集程度不变T↑P↑理想模型质点点电荷单摆弹簧振子理想变压器课堂练习BA例3：如图所示，一定质量的理想气体由状态A，沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则它的状态变化过程是（ ）A.气体温度不变B.气体的内能增加C.气体分子的平均速率减小D.气体分子在单位时间与器壁单位面积碰撞的次数不变A分析：等容升压过程，此时压强与热力学温度成正比，所以压强增大，温度应该升高。以钢瓶内气体为研究对象，等容变化过程。解：初态：P1=9.31×106PaV1=VT1=17+273.15=290.15K课堂练习例4：盛有氧气的钢瓶，在17℃的室内测得氧气的压强是9.31×106Pa。当钢瓶到-13℃的工地上时，瓶内氧气的压强变为8.15×106Pa。钢瓶是不是漏气?为什么？末态：P2=？V2=VT2=-13+273.15=260.15K根据代入数据得：解得：P2=8.35×106Pa比测量值大，说明漏气了。课堂小结一、气体的等压变化 盖—吕萨克定律：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。二、气体的等容变化 查理定律：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。三、理想气体在任何温度，任何压强下都遵从气体实验定律。①理想气体的内能=分子动能之和（只与温度有关）②它是一种理想模型和实际气体近似③实际气体压强不太大，温度不太低，就可以看做理想气体四、气体实验定律的微观解释