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1、2022年高三物理 8.2 氣體的等容變化和等壓變化學(xué)案 新人教版選修3-3
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1、 掌握查理定律及其應(yīng)用,理解P—T圖象的意義
2、 掌握蓋??呂薩克定律及其應(yīng)用,理解V—T圖象的意義
[自主學(xué)習(xí)]
一、 氣體的等容變化
1、法國科學(xué)家查理在分析了實(shí)驗(yàn)事實(shí)后發(fā)現(xiàn),一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí),各種氣體的壓強(qiáng)與溫度之間都有線性關(guān)系, 從圖8—11甲可以看出,在等容過程中,壓強(qiáng)P與攝氏溫度t是一次函數(shù)關(guān)系,不是簡(jiǎn)單的 關(guān)系。但是,如果把圖8—11甲直線AB延長至與橫軸相交,把交
2、點(diǎn)當(dāng)做坐標(biāo)原點(diǎn)。建立新的坐標(biāo)系(如圖8—11乙所示),那么這時(shí)的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系就是正比例關(guān)系了。圖乙坐標(biāo)原點(diǎn)的意義為 。可以證明,當(dāng)氣體的壓強(qiáng)不太大,溫度不太低時(shí),坐標(biāo)原點(diǎn)代表的溫度就是 。
P
O
P
T/K
O
A
A
B
B
t/0c
273.15
圖8—11
甲
乙
2、查理定律的內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在體積不變的情況下,壓強(qiáng)P與熱力學(xué)溫度T成 比。
O
P
T
V1
V2
V3
圖8—12
3、公式: 、 、
3、 。
4、氣體在體積不變的情況下,發(fā)生的狀態(tài)變化過程,
叫做 過程。表示該過程的P—T圖象稱為
。一定質(zhì)量的氣體的等容線是 線。
一定質(zhì)量的某種氣體在不同體積下的幾條等容線如
圖8—12所示,其體積的大小關(guān)系是 。
二、氣體的等壓變化
O
V
T
P1
P2
P3
圖8—13
1、蓋??呂薩克定律內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強(qiáng)不變的情況下,體積V與熱力學(xué)溫度T成 比。
2、公式: 、 、 。
3、氣體在壓強(qiáng)不變的情況下發(fā)
4、生的狀態(tài)變化的過程,
叫做 過程,表示變化過程的V—T圖象稱為 。
一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線是 線。圖8—13
中是一定質(zhì)量的某種氣體在不同壓強(qiáng)下的幾條等壓線,其壓強(qiáng)的大小關(guān)系是 。
[典型例題]
1、 水平放置,粗細(xì)均勻,兩側(cè)都封閉的細(xì)長玻璃管中,有一段水銀柱將管中氣體分為兩部分如圖8—14所示,將玻璃管溫度均勻升高的過程中,水銀柱將( )
圖8—14
A、 向右移動(dòng) B、向左移動(dòng)
B、 始終不動(dòng) D、以上三種情況都有可能
如果左邊氣體溫度比右邊溫度高,在此基礎(chǔ)上兩邊升高相同的溫度哪?
2、 燈泡內(nèi)充有氮?dú)?/p>
5、混合氣體,如果要使燈泡內(nèi)的混合氣體在500℃時(shí)的壓強(qiáng)不超過1atm,在20℃下充氣,燈泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)至多能充到多少?
A
C
B
圖8—15
3、 如圖8—15所示,氣缸A中封閉有一定質(zhì)量的氣體,活塞B與A的接觸是光滑的且不漏氣,B上放一重物C,B與C的總量為G,大氣壓為P0。當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度是20℃時(shí),活塞與氣缸底部距離為h1;當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度是100℃時(shí)活塞與氣缸底部的距離是多少?
4、 如圖8—16甲所示,是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V—T圖象。已知?dú)怏w在狀態(tài)A?xí)r的壓強(qiáng)是1.5×105Pa
(1) 說出從A到B過
6、程中壓強(qiáng)變化的情形,并根據(jù)圖象提供的信息,計(jì)算圖中TA的溫度值。
TA
B
V/m3
0.4
0.6
O
300
400
T/K
A
C
0.5
P/105Pa
T/K
100
200
300
400
O
1.5
1.0
2.0
甲
乙
圖8—16
(2) 請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中,作出由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的P—T圖象,并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母A、B、C。如果需要計(jì)算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值,請(qǐng)寫出計(jì)算過程。
[當(dāng)堂達(dá)標(biāo)]
A
B
h
圖8—17
1、 如圖8—17所示,豎直放置,粗細(xì)均勻,兩端
7、封閉的玻璃管中有一段水銀,將空氣隔成A、B兩部分,若使管內(nèi)兩部分氣體的溫度同時(shí)升高相同的溫度,則管內(nèi)的水銀柱將向哪個(gè)方向移動(dòng)?
2、 一定質(zhì)量的氣體,在體積不變的情況下,溫度由00C升高到100C時(shí),其壓強(qiáng)的增量為△P1,當(dāng)它由1000C升高到1100C時(shí),其壓強(qiáng)的增量為△P2,則△P1與△P2之比是
。
3、設(shè)大氣壓強(qiáng)保持不變,當(dāng)室溫由60C升高到270C時(shí),室內(nèi)的空氣將減少 %。
4、使一定質(zhì)量的理想氣體按圖中箭頭所示的順序變化,圖線BC是一段以縱、橫軸為漸近線的雙曲線。
(1)已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度TA=300K,求氣體在狀態(tài)B
8、、C、D的溫度各是多少?
20
P/atm
V/L
2
4
40
10
30
0
A
B
C
D
10
40
V/L
T/K
300
600
0
20
30
50
甲
乙
圖8—18
(2)將上述狀態(tài)變化過程在圖8—18乙中畫出,圖中要標(biāo)明A、B、C、D四點(diǎn),并且要畫箭頭表示變化的方向,說明每段圖線各表示什么過程?
[能力訓(xùn)練]
1、 下面圖中描述一定質(zhì)量的氣體做等容變化的過程的圖線是( )
P
T
O
P
T
O
P
T
O
P
O
t/0C
-273
A
9、 B C D
2、 一個(gè)密閉的鋼管內(nèi)裝有空氣,在溫度為200C時(shí),壓強(qiáng)為1atm,若溫度上升到800C,管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為( )
A、4atm B、1atm/4 C、1.2atm D、5atm/6
3、一定質(zhì)量的理想氣體在等壓變化中體積增大了1/2,若氣體原來溫度為270C,則溫度的變化是( )
A、升高450K B、升高了1500C C、升高了40.50C D、升高了4500C
P
O
T
A
B
10、圖8—20
C
V
O
T
A
B
C
圖8—19
4、如圖8—19所示,是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到狀態(tài)C的V—T圖象,由圖象可知( )
A、PA>PB
B、PC<PB
C、PA>PC
D、PC>PB
5、如圖8—20所示,是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到狀態(tài)C的P—T圖象,由圖象可知( )
A、VA=VB B、VB=VC C、VB<VC D、VA>VC
6、一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí),下列有關(guān)氣體的狀態(tài)變化說法正確的是( )
A、溫度每升高10C,壓強(qiáng)的增加是原來壓強(qiáng)的1/2
11、73
B、溫度每升高10C,壓強(qiáng)的增加是00C時(shí)壓強(qiáng)的1/273
C、氣體壓強(qiáng)和熱力學(xué)溫度成正比
D、氣體壓強(qiáng)與攝氏溫度成正比
圖8—21
7、在密閉容器中,當(dāng)氣體的溫度升高1K時(shí),氣體的壓強(qiáng)比原來增加了0.4%,則容器中氣體原來的溫度為
8、體積V=100cm3的空球帶有一根有刻度的均勻長管,管上共有
N=101個(gè)刻度(長管與球連接處為第一個(gè)刻度,向上順序排列)
相鄰兩刻度間管的容積為0.2cm3,管中有水銀滴將球內(nèi)空氣與
大氣隔開,如圖8—21所示。當(dāng)溫度t=50C時(shí),水銀液滴在刻度
N=21的地方,若外界大氣壓不變,用這個(gè)裝置測(cè)量溫度的范圍
是
12、 。
[學(xué)后反思]
13、
參考答案
[自主學(xué)習(xí)]
一、 氣體的等容變化
1、 正比,氣體的壓強(qiáng)為零時(shí)其溫度為零,熱力學(xué)溫度的0 K
2、 正
3、 P/T=C,P1/T1=P2/T2,P1/P2=T1/T2
4、 等容,等容圖象,過原點(diǎn)的直,V3>V2>V1
二、 氣體的等壓變化
1、 正 2、V/T=C,V1/T1=V2/T2 ,V1/V2=T1/T2
2、 等壓,等壓圖象,P3>P2>P1
[典型例題]
1、B 向左移動(dòng) 2、0.38atm 3、1.3h1 4、(1)200K (2)略
[當(dāng)堂達(dá)標(biāo)]
1、由A向B 2、1∶1 3、7 4、(1)TB=TC=600K TD=300K (2)圖略 AB等壓膨脹 BC等溫膨脹 CD等壓壓縮
[能力訓(xùn)練]
1、C、D 2、C 3、B 4、D 5、B 6、B、C 7、250K 8、-6.3℃到47.8℃