江苏省南通中学高中物理选修33学案：8.2 气体的等容变化和等压变化(无答案)
高中物理选修3-3.8.2_气体的等容变化和等压变化
基本规律简单应用
例1:某种气体在状态Ａ时压强2×105Pa,体 积为1m3,温度为200K, (1)它在等温过程中由状态A变为状态B,状态 B 的体积为2m3,求状态B 的压强. (2)随后,又由状态B 在等容过程中变为状态 C ,状态C 的温度为300K,求状态C 的压强.
例2.如图所示，p表示压强，V表示体积，T表示热 力学温度，t表示摄氏温度，各图中正确描述一定 质量理想气体等压变化规律的是（ ）
小结：
一定质量的气体在等温变化时，遵守 玻意 耳定律．
可写成p1V1=p2V2或pV=C(常数)
一定质量的气体在等容变化时，遵守查理 p1 p2 p 定律．
可写成
T1
T2
或
T
C
一定质量的气体在等压变化时，遵守 盖·吕萨克定律．
可写成
V1 V2 T1 T2
或Leabharlann V C T复习回顾
一、玻意耳定律 1、内容:一定质量某种气体，在温度不变的 情况下，压强p与体积V成反比。 2、公式： pV=C(常数) 或p1V1=p2V2
3.条件: 一定质量气体且温度不变
4、适用范围：温度不太低，压强不太大
二.等温变化图象
1、特点: (1)等温线是双曲线的一支。 (2)温度越高,其等温线离原点越远.
2、等压线
P2＜P1
一定质量的气体，不同 压强下的图像1、2，等 容线的斜率反映了体积 的大小
二、两个推论
如图：一定质量的气体从初状态 （T1、P1）开始，发生一个等容变 化过程，其压强的变化量ΔP与温度 变量ΔT间的关系：
ΔP
ΔT
T 表达式： P T P
推论1：一定质量的气体在等容变化时，升高
高中物理8.2气体的等容变化和等压变化教案新人教版选修3_3
第二节气体的等容变化和等压变化教学目标：知道什么是等容变化，知道查理定律的内容和公式；了解等容变化的p—V图像及其物理意义；知道什么是等压变化，知道盖吕萨克定律的内容和公式；了解等压变化的V—T图像及其物理意义。
A .梳理双基一、气体的等容变化1、等容变化：一定质量的某种气体在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化。
2、查里定律：一定质量的某种气体在体积不变的情况下，它的压强与热力学温度成正比，即=或3、摄氏温度下的查里定律：一定质量的某种气体在体积不变的情况下，温度每升高１℃，增加压强等于它在０℃时压强的1/273，即P t = P0 (1+4、一定质量的气体在等容变化时，升高（或降低）相同的温度增加（或减小）的压强是相同的，即=5、等容线：（1）等容线：一定质量的气体在等容变化过程中，压强P与热力学温度T成正比关系，在p—T直角坐标系中的图象叫等容线（2）一定质量的气体的p—T图线其延长线过原点，斜率反映体积的大小(３)等容线的物理意义：①图象上每一点表示气体一个确定的状态。
同一等容线上，各气体的体积相同②不同体积下的等温线，斜率越大，体积越小（见图8.2—1）二、气体的等压变化1、等压变化：一定质量的气体在压强不变时，体积随温度的变化叫做等压变化。
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，体积与热力学温度成正比。
即=或=恒量 3、摄氏温度下的盖·吕萨克定律：一定质量的某种气体在压强不变的情况下，温度每升高１℃，增加体积等于它在０℃时体积的1/273，即V t = V0 (1+4、一定质量的气体在等压变化时，升高（或降低）相同的温度增加（或减小）的体积是相同的，即V/T=△V/△T5、等压线：（1）定义：一定质量的气体在等压变化过程中，体积V与热力学温度T成正比关系，在V—T直角坐标系中的图象叫等压线（2）一定质量的气体的V—T图线其延长线过原点(３)等压线的物理意义：①图象上每一点表示气体一个确定的状态。
江苏省南通中学高中物理选修33学案：8.2 气体的等容变化和等压变化
§8.2 气体的等容变化和等压变化【学习目标】1．知道什么是气体的等容变化过程；掌握查理定律的内容、数学表达式;理解p-T 图象的物理意义；知道查理定律的适用条件．2．知道什么是气体的等压变化过程；掌握盖-吕萨克定律的内容、数学表达式;理解V-T 图象的物理意义．【学习重点】1．查理定律的内容、数学表达式及适用条件．2．盖-吕萨克定律的内容、数学表达式及适用条件．【学习难点】对p-T 图象和V-T 图象的物理意义的理解．【学习过程】一、气体的等容变化实验可以发现：一定质量的气体，在体积不变的情况下，气体的压强与温度之间有线性关系，我们把它叫做查理定律，如图所示． 1________随温度的变化规律． 2(1)内容：p 与热力学温度T 成_________． (2)表达式：______________或 11T p ___________ (3)图象________________的气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成__________，在p －T 图上等容线为过____________________．如图甲．在p －t 图上等容线不过原点，但反向延长交t 轴于__________________．如图乙．〈练一练〉民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上．其原因是，当火罐内的气体( )A ．温度不变时，体积减小，压强增大B ．体积不变时，温度降低，压强减小C ．压强不变时，温度降低，体积减小D ．质量不变时，压强增大，体积减小二、气体的等压变化盖—吕萨克定律：一定质量的气体，在压强保持不变时,体积和热力学温度甲 乙P T O P T O P T O P O t/0C -273 A B C D 成正比1．等压变化：一定质量的某种气体，在________不变的情况下，________随温度的变化规律．2．盖—吕萨克定律：(1)内容：______________的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成_________．(2)表达式：___________ 或 2211T V T V =． (3)图象：____________的气体，在压强不变的条件下，体积与热力学温度 成正比，在V －T 图上等压线为一条延长线通过原点的倾斜直线，如图所示．〈练一练〉房间里气温升高3 ℃时，房间内的空气将有1%逸出到房间外，由此可计算出房间内原来的温度是________ ℃.【当堂反馈】1.在冬季,当剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出,其主要原因是( )A.白天时气温升高,大气压强变大B.软木塞受潮膨胀,体积增大C.暖水瓶的瓶口因温度降低而收缩变小D.瓶内气体因温度降低而压强减小,软木塞受到瓶内外气体压力的作用而不易拔出2．如图甲所示，是一定质量的气体由状态Ａ经过状态Ｂ变为状态Ｃ的Ｖ—Ｔ图象．已知气体在状态Ａ时的压强是a p 5105.1⨯．（1）说出从A 到B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中ＴＡ的温度值．（2）请在图乙坐标系中，作出由状态Ａ经过状态Ｂ变为状态Ｃ的Ｐ—Ｔ图象，并在图线相应位置上标出字母Ａ、Ｂ、Ｃ．如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程．[来源:ZXXK] 【课后巩固】 1．下面图中描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是（ ） 2．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的二倍，则气体温度的变化情况是( ) A ．气体的摄氏温度升高到原来的二倍 B ．气体的热力学温度升高到原来的二倍 C ．气体的摄氏温度降为原来的一半T A B V/m 3 0.4 0.6 O 300 400T/K A C 0.5 P/105Pa T/K 100 200 300 400 O 1.5 1.0 2.0 甲 乙D．气体的热力学温度降为原来的一半3．如图所示，是一定质量的理想气体三种升温过程，那么，以下四种解释中，哪些是正确的()A．a→d的过程气体体积增加B．b→d的过程气体体积不变C．c→d的过程气体体积增加D．a→d的过程气体体积减小4.如图所示，一小段水银封闭了一段空气，玻璃管竖直静放在室内．下列说法正确的是()A．现发现水银柱缓慢上升了一小段距离，这表明气温一定上升了B．若外界大气压强不变，现发现水银柱缓慢上升了一小段距离，这表明气温上升了C．若发现水银柱缓慢下降一小段距离，这可能是外界的气温下降所至D．若把管子转至水平状态，稳定后水银未流出，此时管中空气的体积将大于原来竖直状态的体积5．一个易拉罐中插入一根透明吸管，接口处用蜡密封，在吸管内引入一小段液柱（长度不计）．不计大气压的变化．已知易拉罐的容积是180cm3,吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2cm3，吸管的有效长度为20cm，当温度为25o C 时，液柱离管口10cm（1）估算该温度计的测量范围（2）在吸管上标注温度值时，刻度是否均匀？6．如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b 上，缸内气体的压强为p0(p0＝1.0×105Pa为大气压强)，温度为300 K．现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330 K，活塞恰好离开a、b；当温度为360 K时，活塞上升了4 cm.g取10 m/s2求：(1)活塞的质量；(2)物体A的体积．。
高中物理选修3-3学案4：8.2气体的等容变化和等压变化
8.2气体的等容变化和等压变化[学习目标]1.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，即pT＝C 。
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，即VT＝C 。
3．玻意耳定律、查理定律、盖－吕萨克定律的适用条件均为一定质量的某种气体。
[基础知识梳理] 一、气体的等容变化 1．等容变化一定质量的某种气体，在不变时，压强随温度的变化。
2．查理定律(1)内容：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。
(2)表达式：p T ＝C 或p 1T 1＝p 2T 2。
(3)适用条件：①气体的不变；②气体的不变。
3．等容线一定质量的气体，在体积不变时，其p -T 图像是一条过的直线，这条直线叫做等容线。
二、气体的等压变化 1．等压变化一定质量的某种气体，在不变时，体积随温度的变化。
2．盖－吕萨克定律 (1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V 与热力学温度T 成。
(2)表达式：V ＝或V T ＝C 或V 1T 1＝V 2T 2。
(3)适用条件：①气体的不变；②气体的不变。
3．等压线一定质量的气体，在压强不变时，其V -T 图像是一条过的直线，这条直线叫做等压线。
[基础题组自测]1．判一判(1)气体的温度升高，气体体积一定增大。
() (2)一定质量的气体，体积与温度成正比。
()(3)一定质量的某种气体，在压强不变时，其V -T 图像是过原点的直线。
() (4)在质量和体积不变的情况下，气体的压强与摄氏温度成正比。
() (5)pV ＝C 、p T ＝C 、VT ＝C ，三个公式中的常数C 是同一个值。
()2．议一议(1)某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，你知道其中的原因吗？(2)尝试根据等容线说明为什么绝对零度是低温的极限，只能接近，不能达到。
高中物理选修3-3学案2： 8.2 气体的等容变化和等压变化
第2节气体的等容变化和等压变化要点归纳要点一查理定律1．实验(1)实验过程：①在室温t1下封闭一定质量的气体在烧瓶中，记下气体的体积V1和压强p1＝p.②把烧瓶放入冰水混合物的容器里，记下这时温度为t2＝0℃，调整压强计保持气体体积不变，记下压强p2＝p－p h.如图8－2－2所示．图8－2－2(2)实验结论：实验表明，一定质量的气体，在体积保持不变的情况下，它的压强随着温度的升高而增大，随着温度的降低而减小．2．查理定律(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正比，这个规律叫做查理定律．(2)数学表达式：pT＝C.对于一定质量的某种气体，在两个确定的状态Ⅰ(p1、V0、T1)和Ⅱ(p2、V0、T2)下有p1 T1＝p2T2或p1p2＝T1T2(3)成立条件：①温度不太低(与室温相比)；②压强不太高(与大气压强相比)；③气体的质量保持不变；④气体的体积保持不变．图8－2－33．等容变化的图象(1)由函数式p＝CT可知，在p－T坐标系中，等容线是一条延长线通过坐标原点的倾斜的直线，如图8－2－3所示．(2)必须明确：质量一定的气体，不同等容线的直线斜率不同，斜率越小，体积越大，如图8－2－3所示，V2>V1.要点二盖－吕萨克定律 1．等压变化气体在压强不变的情况下发生的状态变化叫等压变化． 2．盖－吕萨克定律(1)内容：一定质量的气体在压强不变的情况下，它的体积跟热力学温度成正比． (2)数学表达式：V T ＝C 或V 1T 1＝V 2T 2.3．等压变化的图象图8－2－4由VT ＝C 得V ＝CT.在V －T 坐标系中，等压线是一条延长线通过坐标原点的倾斜的直线 .对于一定质量的气体，不同等压线的斜率不同．斜率越小，压强越大，如图8－2－4所示， p 2>p 1.疑难解答1.在p －T 图象和V －T 图象中或者p －t 图象和V －t 图象中，如何判断一个过程是否是等容变化或等压变化呢？在p －T 图象中，等容线是延长线过坐标原点的直线，而在p －t 图象中，等容线的延长线与t 轴的交点为－273℃；在V －T 图象中，等压线是延长线过坐标原点的直线，而在V －t 图象中，等压线的延长线与t 轴的交点为－273℃.判断一个过程是否是等容变化或等压变化，就看其图线的延长线与T 轴或t 轴的交点是否符合以上条件．2．用液柱或活塞隔开两部分气体，当气体温度变化时，液柱或活塞是否移动？如何移动？此类问题的特点是气体的状态参量p 、V 、T 都发生了变化，直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难，通常先进行气体状态的假设，然后应用查理定律可以简单地求解．其一般思路为：①先假设液柱或活塞不发生移动，两部分气体均做等容变化．②对两部分气体分别应用查理定律的分比形式Δp ＝ΔTTp ，求出每部分气体压强的变化量Δp ，并加以比较．a ．如果液柱两端的横截面积相等，Δp 均大于零，意味着两部分气体的压强均增大，则液柱向Δp 值较小的一方移动；若Δp 均小于零，意味着两部分气体的压强均减小，则液柱向压强减小量较大的一方(即Δp 较大的一方)移动；若Δp 相等，则液柱不移动．b ．如果液柱两端的横截面积不相等，则应考虑液柱两端的受力变化ΔpS ，若Δp 均大于零，则液柱向ΔpS较小的一方移动；若Δp均小于零，则液柱向ΔpS值较大的一方移动；若ΔpS相等，则液柱不移动．要判断活塞的移动方向，需要选择好研究对象，进行受力分析，综合应用玻意耳定律、查理定律和力学规律进行推理和判断.典例剖析一、查理定律的应用【例1】如图8－2－5所示，图8－2－5圆柱形汽缸倒置在水平粗糙地面上，汽缸内被活塞封闭有一定质量的空气．汽缸质量为M＝10 kg，缸壁厚度不计，活塞质量m＝5.0 kg，其圆面积S＝50 cm2，与缸壁摩擦不计．在缸内气体温度为27℃时，活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力．现设法使缸内气体温度升高，问当缸内气体温度升高到多少摄氏度时，汽缸对地面恰好无压力？(大气压强p0＝105Pa，g取10 m/s2)二、盖－吕萨克定律的应用【例2】如图8－2－6所示，图8－2－6汽缸A中封闭有一定质量的气体，活塞B与A的接触是光滑且不漏气的，B上放一重物C，B与C的总重为G，大气压为p0.求当汽缸内气体温度是20℃时，活塞与汽缸底部距离为h1；当汽缸内气体温度是100℃时，活塞与汽缸底部的距离是多少？三、气体实验定律的综合应用【例3】一定质量的图8－2－7理想气体状态变化的p－V图象如图8－2－7所示，其中AB平行于p轴，BC平行于V轴．CA的延长线通过坐标原点O，已知A状态的热力学温度为T1，B状态的热力学温度为T2，求C状态的热力学温度．效果自测1.对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的两倍，则气体温度的变化情况是()A．气体的摄氏温度升高到原来的两倍B．气体的热力学温度升高到原来的两倍C．气体的摄氏温度降为原来的一半D．气体的热力学温度降为原来的一半2．一定质量的气体保持其压强不变，若热力学温度降为原来的一半，则气体的体积变为原来的()A．四倍B．二倍C．一半D．四分之一3.图8－2－8粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为A和B两部分，如图8－2－8所示．已知两部分气体A和B的体积关系是V B＝3V A，将玻璃管温度均升高相同温度的过程中，水银将()A．向A端移动B．向B端移动C．始终不动D．以上三种情况都有可能4．一定质量的气体作等容变化时，图8－2－9其p－t图象如图8－2－9所示，若保持气体质量不变，而改变容器的容积，再让气体作等容变化，则其等容线与原来相比，下列可能正确的是()A．等容线与p轴之间夹角变小B．等容线与p轴之间夹角变大C．等容线与p轴交点的位置不变D．等容线与p轴交点的位置一定改变5．下列图中，p表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，t表示摄氏温度．各图中正确描述一定质量的理想气体等压变化规律的是()6.图8－2－10一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V－T图上表示如图8－2－10所示，则()A．在过程AC中，气体的压强不断变大B．在过程CB中，气体的压强不断变小C．在状态A时，气体的压强最大D．在状态B时，气体的压强最大7．一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度由0℃升高到10℃时，其压强的增量为Δp1，当它由100℃升高到110℃时，所增压强为Δp2，则Δp1与Δp2之比是() A．10∶1 B．373∶273C．1∶1 D．383∶2838.图8－2－11某水银气压计的玻璃管顶部高出水银槽液面1 m，如图8－2－11所示．因上部混入少量空气，使其读数不准，当气温为27℃时，标准气压计读数为76 cmHg时，该气压计读数为70 cmHg.若在气温为－3℃时，用该气压计测量气压，读数仍为70 cmHg，则实际气压为多少cmHg?讲练学案部分题型探究题型①气体的等容变化——查理定律的应用典例1 有人设计了一种测温装置，图1其结构如图1所示，玻璃泡A内封有一定量气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银柱的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出．(设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计)(1)在1标准大气压下对B管进行标温度刻度(1标准大气压相当于76 cmHg)．已知当温度t1＝27℃时，管内水银柱高度x1＝16 cm，此高度即为27℃的刻度线．问t＝0℃的刻度线在x为多少厘米处？(2)若大气压改变为相当于75 cmHg的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为27℃，问此时实际温度为多少？【拓展探究】上端开口、竖直放置的玻璃管，图2内横截面积为0.10 cm2，管中有一段15 cm长的水银柱将一些空气封闭在管中，如图2所示，此时气体的温度为27℃.当温度升高到30℃时，为了使气体体积不变，需要再注入多少克水银？设大气压强为p0＝75 cmHg且不变，水银密度ρ＝13.6 g/cm3.归纳总结1．例题用到了近似，由于忽略B 管的体积，才可认为玻璃泡A 中的气体经历的是等容变化，今后凡是遇到一个大容器与细管相连的模型，一般皆可略去细管的体积．2．使用查理定律解决等容变化问题的一般程序 (1)选定体积不变的一定质量的气体为研究对象； (2)分析气体初、末状态的压强和温度． (3)据查理定律列方程． (4)解方程，对结果进行讨论.题型②液柱移动问题分析 典例2 如图3所示，图3两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一段长为h 的水银柱，将管内气体分为两部分．已知l 2＝2l 1，若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何移动？(设原来温度相同)【拓展探究】若使两部分气体同时降低相同的温度，则管内水银柱将如何移动？ 归纳总结液柱移动问题中，通常先假设上、下两部分气体的体积不变，由查理定律得到Δp ＝ΔTT p ，据Δp 的大小判断水银柱的移动方向.题型③综合问题分析典例3 如图4所示，图4一定质量的理想气体从状态A经B、C、D再回到A，问AB、BC、CD、DA是什么过程？已知气体在状态A时体积为1 L，求在状态B、C、D时的体积各为多少，并把此图改画为p－V图．【拓展探究】如图5所示，图5气缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积50 cm2，厚度1 cm，气缸全长21 cm，气缸质量20 kg，大气压强为1×105Pa，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10 cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．g取10 m/s2.求：(1)气柱多长？(2)当温度多高时，活塞刚好接触平台？归纳总结1．对于气体状态变化的多过程问题，要注意划分不同的阶段，分析每一阶段状态参量的变化情况，确定状态变化类型，然后选择有关定律解答．2．关于图线的意义及应用(1)图线上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态，图线上的某一线段，表示一定质量气体状态变化的一个过程．(2)应用图象解决问题时，要注意数学公式与图象的数图转换，图象与物理过程、物理意义之间的相互关系，对于图线有关问题的分析讨论，常常需要添加辅助线，然后根据有关方程讨论.答案一、查理定律的应用 【例1】解析 当温度T 1＝273 K ＋27 K ＝300 K 时，活塞对地面无压力，列平衡方程p 1S ＋mg ＝p 0S解得p 1＝p 0－mg S ＝105Pa －5×105×10－3Pa ＝0.9×105Pa 若温度升高，气体压强增大，汽缸恰对地面无压力时，列平衡方程p 2S ＝p 0S ＋Mg 解得p 2＝p 0＋Mg S ＝105Pa ＋10×1050×10－4Pa ＝1.2×105Pa 根据查理定律p 1T 1＝p 2T 2，0.9×105300＝1.2×105273＋t解得t ＝127℃. 答案 127℃二、盖－吕萨克定律的应用 【例2】解析 汽缸内气体温度发生变化时，汽缸内气体的压强保持不变，大小为p ＝p 0＋GS ，其中S 为活塞的横截面积．应用盖－吕萨克定律即可求解．以汽缸内气体为研究对象．初状态温度T 1＝(273＋20) K ＝293 K ，体积V 1＝h 1S 末状态温度T 2＝(273＋100) K ＝373 K 由盖－吕萨克定律V 1T 1＝V 2T 2得V 2＝T 2T 1V 1＝T 2T 1h 1S则变化后活塞与汽缸底部的距离为 h 2＝V 2S ＝T 2T 1h 1＝373293h 1＝1.3h 1答案 1.3h 1 方法总结汽缸内气体温度发生变化时，汽缸内气体的压强保持不变，大小为p ＝p 0＋GS ，其中S为活塞的横截面积．应用盖－吕萨克定律即可求解.三、气体实验定律的综合应用 【例3】状态B 的状态变化过程是沿等容线进行的，据查理定律有 p A T A ＝p BT B①状态C 的状态变化过程是沿等压线进行的，据盖－吕萨克定律有V B T B ＝V C T C② 由图象可知p A V A ＝p C V C(直线OAC 的斜率恒定)③ V A ＝V B ④p B ＝p C ⑤式①÷②得p A T A ·T B V B ＝p B T B ·T C V C⑥ 利用式③④⑤简化上式，得T C ＝T 2B T A ＝T 22T 1答案 T 22T 1方法总结对于多过程的气体状态变化的题目，要恰当地分成独立的几个过程，认真分析每个过程中气体状态的特点，运用合适的气体实验定律列出方程，注意两个过程的转折点的气体状态 是两个方程所共用的.效果自测1. 答案 B2．答案 C3.答案 C解析 由于两边气体初状态的温度和压强相同，所以升温后，增加的压强也相同，因此，水银不移动．4．答案 ABD解析 对于一定质量的气体等容变化的图线，总是要经过－273℃的点，而斜率不同，故与p 轴交点的位置一定改变，因此，D 答案正确；由于题目没有给定体积变化的关系，所以A 、B 答案都有可能．5．答案 AC解析 一定质量的理想气体在等压变化中，压强不变，体积V 与绝对温度T 成正比．其中B 图明显看出气体压强减小，观察可知D 图中气体压强增大，故只有A 、C 符合要求．6.答案 AD解析 气体的AC 变化过程是等温变化，由pV ＝C 可知，体积减小，压强增大，故A正确．在CB 变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由p T＝C 可知，温度升高，压强增大，故B 错误．综上所述，在ACB 过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B 时的压强最大，故C 错误，D 正确．7．答案 C解析 由查理定律得Δp ＝p T ΔT ，一定质量的气体在体积不变的条件下Δp ΔT＝恒量，温度由0℃升高到10℃和由100℃升高到110℃，ΔT ＝10 K 相同，故所增加的压强Δp 1＝Δp 2，C 项正确．8.答案 75.4 cmHg解析 初态：p 1＝6 cmHg ，T 1＝300 K末态：p 2＝(p 0－70) cmHg ，T 2＝270 K由查理定律p 1T 1＝p 2T 2得 p 0－70＝270300×6，p 0＝75.4 cmHg 讲练学案部分题型探究题型①气体的等容变化——查理定律的应用典例1 答案 (1)21.4 cm (2)22℃解析 (1)取封闭在A 中的气体为研究对象初态参量：p 1＝(76－16) cmHg ＝60 cmHgT 1＝(273＋27) K ＝300 K末态参量：T 2＝273 K ，p 2＝(76－x) cmHg因B 管体积可忽略，所以气体做等容变化，则有p 1T 1＝p 2T 2代入数据解得x ＝21.4 cm(2)大气压强变化后，温度仍读27℃，说明：B 管中水银柱长度仍为x 1＝16 cm ；此时A泡中气体的压强p 2′＝(75－16) cmHg ＝59 cmHg ，设此时实际温度为T 2′，同理有p 1T 1＝p 2′T 2′代入数据解得T 2′＝295 K即实际温度为(295－273)℃＝22℃【拓展探究】答案 1.2 g解析 由于气温升高，压强不变，体积增大，使管中水银上移，为保持体积不变，应向管中再注入一定量的水银，增加的压强使体积减小与由于温度升高而增加的体积相互抵消，就能保持体积不变．设再注入水银柱长x cm ，以封闭在管中的气体为研究对象．初态：p 1＝p 0＋h ＝90 cmHg ，T 1＝300 K末态：p 2＝(90＋x) cmHg ，T 2＝303 K 由查理定律：p 2T 2＝p 1T 1 得90＋x 303＝90300所以x ＝0.9 cm则注入水银的质量m ＝ρxS ＝13.6×0.9×0.10 g ＝1.2 g题型②液柱移动问题分析典例2 答案 水银柱向上移动解析 先假设管内水银柱相对玻璃管不动，即两段空气柱体积不变，用查理定律求得两气柱压强增量Δp 1和Δp 2，进而比较压强增量的大小．若Δp 1＝Δp 2，水银柱不会移动；若Δp 1>Δp 2，水银柱向上移动；若Δp 1<Δp 2，水银柱向下移动．(注意：若降温时，当Δp 1>Δp 2，即p 1比p 2减小得快时，水银柱向下移动；当Δp 1<Δp 2，即p 2比p 1减小得快时，水银柱向上移动．)由查理定律的公式和等容图线可判断，因此此题的假设法有两个方面：(1)利用公式：由查理定律，对于上段气柱有p 2′T 2′＝p 2T 2即p 2′＝p 2T 2′T 2Δp 2＝p 2′－p 2＝p 2T 2′T 2－p 2 即Δp 2＝ΔT 2p 2T 2同理对于下段气柱可得Δp 1＝ΔT 1p 1T 1因为p 1＝p 2＋p h >p 2，ΔT 1＝ΔT 2，T 1＝T 2则Δp 1>Δp 2，即水银柱向上移动．【拓展探究】答案 向下题型③综合问题分析典例3 答案 见解析解析 (1)AB 过程是等容升温升压，BC 过程是等压升温增容即等压膨胀，CD 过程是等温减压增容即等温膨胀，DA 过程是等压降温减容即等压压缩．(2)已知V A ＝1 L ，V B ＝1 L (等容过程)由V C T C ＝V B T B (等压过程)得V C ＝V B T B T C ＝1450×900 L ＝2 L 由p D V D ＝p C V C (等温过程)得V D ＝p C V C p D ＝2×31L ＝6 L 所改画的p －V 图如下图所示．【拓展探究】答案(1)15 cm(2)100℃。
高中物理 气体的等容变化和等压变化教案 新人教版选修3
8.2、气体的等容变化和等压变化一、教学目标．物理知识要求：（1）知道什么是气体的等容变化过程；（2）掌握查理定律的内容、数学表达式；理解p-t图象的物理意义；（3）知道查理定律的适用条件；（4）会用分子动理论解释查理定律。
．通过演示实验，培养学生的观察能力、分析能力和实验研究能力。
．培养学生运用数学方法解决物理问题的能力——由图象总结出查理定律。
二、重点、难点分析．查理定律的内容、数学表达式、图象及适用条件是重点。
．气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄氏温度成正比；气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强，这些内容易混淆。
三、教具．引入新课的演示实验带有橡皮塞的滴液瓶、加热装置。
．演示一定质量的气体保持体积不变时，压强与温度的关系查理定律演示器、水银气压计、搅棒、食盐和适量碎冰、温度计、保温套、容器。
四、主要教学过程（一）引入新课我们先来看一个演示实验：滴液瓶中装有干燥的空气，用涂有少量润滑油的橡皮塞盖住瓶口，把瓶子放入热水中，会看到塞子飞出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子时会比平时费力。
这个实验告诉我们：一定质量的气体，保持体积不变，当温度升高时，气体的压强增大；当温度降低时，气体的压强减小。
请学生举一些生活中的实例。
下面我们进一步研究一定质量的气体保持体积不变，气体的压强随温度变化的规律。
（二）教学过程设计．气体的等容变化结合演示实验的分析，引导学生得出：气体在体积不变的情况下所发生的状态变化叫做等体积变化，也叫做等容变化。
．一定质量的气体在等容变化过程中，压强随温度变化的实验研究（1）实验装置——查理定律演示器请学生观察实物。
请学生结合实物演示，弄明白如下问题：①研究对象在哪儿？②当A管向上运动时，B管中的水银面怎样变化？③当A管向下运动时，B管中的水银面怎样变化？④怎样保证瓶中气体的体积不变？⑤瓶中气体的压强怎样表示？（当B管中水银面比A管中水银面低时；当B管中水银面比A管中水银面高时）（2）用气压计测量大气压强0= mmHg（注意水银气压计的读数方法。
高中物理第八章气体8.2气体的等容变化和等压变化导学案新人教版选修3-3(2021年整理)
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第2节气体的等容变化和等压变化1．查理定律(等容变化)：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，________与________成正比．表达式p＝________或p1T1＝________或错误!＝________，此定律的适用条件为:气体的________不变,气体的________不变，请用p—T图和p—t图表达等容变化：___________. 2．盖-吕萨克定律（等压变化）:一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其________与________________成正比．表达式V＝________或错误!＝____________或错误!＝__________，此定律的适用条件为：气体________不变，气体________不变．请用V—T图和V—t图表达等压变化： ____________________________.3．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的两倍，则气体温度的变化情况是( ）A．气体的摄氏温度升高到原来的两倍B．气体的热力学温度升高到原来的两倍C．气体的摄氏温度降为原来的一半D．气体的热力学温度降为原来的一半4．一定质量的气体，压强保持不变，下列过程可以实现的是( )A．温度升高，体积增大 B．温度不变，体积增大C．温度升高，体积减小 D．温度不变，体积减小【概念规律练】知识点一等容变化规律1．电灯泡内充有氮、氩混合气体,如果要使电灯泡内的混合气体在500℃时的压强不超过一个大气压，则在20℃的室温下充气,电灯泡内气体的压强至多能充到多少？2．一定质量的气体,在体积不变的条件下,温度由0℃升高到10℃时，其压强的增量为Δp1，当它由100℃升高到110℃时,所增压强为Δp2,则Δp1与Δp2之比是( ）A．10∶1 B．373∶273C．1∶1 D．383∶283知识点二等压变化规律3。
2018年高中物理选修3-3学案：8.2气体的等容变化和等压
[目标定位] 1.了解一定质量的某种气体的等容变化与等压变化.2.知道查理定律与盖—吕萨克定律的表达式及适用条件.3.理解p－T图象与V－T图象的物理意义.4.会运用气体变化规律解决实际问题．一、气体的等容变化1．等容变化：一定质量的某种气体在体积不变时压强随温度的变化规律．2．查理定律(1)内容：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．(2)表达式：p1T1＝p2T2＝C(C是比例常数)推论式：pT＝Δp ΔT.(3)图象：如图1所示：图1①p－T图中的等容线是一条过原点的倾斜直线．②p－t图上等容线不过原点，但反向延长交t轴于－273.15_℃.③无论p－T图象还是p－t图象，其斜率都能判断气体体积的大小，斜率越大，体积越小．深度思考(1)查理定律在什么条件下成立？(2)查理定律的数学表达式pT＝C，其中C是一常量，C是不是一个与气体的质量、压强、温度、体积均无关的恒量？答案(1)气体的质量不变，体积不变．(2)不是，C随气体质量、体积的变化而变化．例1气体温度计结构如图2所示．玻璃测温泡A内充有气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连．开始时A 处于冰水混合物中，左管C 中水银面在O 点处，右管D 中水银面高出O 点h 1＝14 cm ，后将A 放入待测恒温槽中，上下移动D ，使C 中水银面仍在O 点处，测得D 中水银面高出O 点h 2＝44 cm.求恒温槽的温度(已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76 cmHg)．图2答案 364 K(或91 ℃)解析 设恒温槽的温度为T 2，由题意知T 1＝273 K A 内气体发生等容变化，根据查理定律得 p 1T 1＝p 2T 2① p 1＝p 0＋p h 1② p 2＝p 0＋p h 2③联立①②③式，代入数据得 T 2＝364 K(或91 ℃)．明确研究对象，找准初、末状态，正确确定初、末状态的压强和温度，是运用查理定律的关键.二、气体的等压变化1．等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V 随热力学温度T 的变化规律．2．盖—吕萨克定律(1)内容：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． (2)表达式：V 1T 1＝V 2T 2＝C (C 是比例常数)推论式：V T ＝ΔVΔT .(3)图象：如图3所示．图3①V－T图中的等压线是一条过原点的倾斜直线．②V－t图上的等压线不过原点，反向延长线交t轴于－273.15_℃.③无论V－T图象还是V－t图象，其斜率都能判断气体压强的大小，斜率越大，压强越小．深度思考一定质量的某种气体，在等容变化过程中，气体的压强p与热力学温度T的图线如图4甲所示．一定质量的某种气体，在等压变化过程中，气体的体积V与热力学温度T的图线如图乙所示．这两种图线的不同点和共同点是什么？图4答案p－T图象与V－T图象的比较例2一容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外界大气相通，原来容器内气体的温度为27 ℃，如果把它加热到127 ℃，从容器中逸出的空气质量是原来质量的多少？答案1 4解析设逸出的气体被一个无形的膜所密闭，以容器中原来的气体为研究对象，初状态V1＝V，T1＝300 K；末状态V2＝V＋ΔV，T2＝400 K，由盖—吕萨克定律V 1T 1＝V 2T 2得：V T 1＝V ＋ΔVT 2，代入数据得ΔV ＝V3，又因为m ＝ρV ，故Δm m ＝ΔVV ＋ΔV ＝V 343V ＝14.此题从容器中逸出空气来看是一个变质量问题，为转化为等压变化问题，从而把逸出的空气看成气体的膨胀，因小孔跟外界大气相通，所以压强不变，因此符合盖—吕萨克定律. 例3 (多选)一定质量的某种气体自状态A 经状态C 变化到状态B ，这一过程在V －T 图上的表示如图5所示，则()图5A ．在AC 过程中，气体的压强不断变大B ．在CB 过程中，气体的压强不断变小C ．在状态A 时，气体的压强最大D ．在状态B 时，气体的压强最大 答案 AD解析 气体的AC 变化过程是等温变化，由pV ＝C (C 是常数)可知，体积减小，压强增大，故A 正确．在CB 变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由pT ＝C (C 是比例常数)可知，温度升高，压强增大，故B 错误．综上所述，在ACB 过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B 时的压强最大，故C 错误，D 正确．故正确答案为A 、D.(1)在V －T 图象中，比较两个状态的压强大小，可以通过这两个状态与原点连线的斜率大小来判断，斜率越大，压强越小；斜率越小，压强越大. (2)一定质量的气体，温度不变，体积越大，压强越小.三、假设法判断液柱(或活塞)的移动问题此类问题的特点是：当气体的状态参量p 、V 、T 都发生变化时，直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难，通常先进行气体状态的假设，然后应用查理定律可以简单地求解．其一般思路为：(1)假设液柱或活塞不发生移动，两部分气体均做等容变化．(2)对两部分气体分别应用查理定律的分比形式Δp ＝pT ΔT ，求出每部分气体压强的变化量Δp ，并加以比较．例4 如图6所示，两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内，有一长为h 的水银柱，将管内气体分为两部分，已知l 2＝2l 1.若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何运动？(设原来温度相同)图6答案 水银柱上移解析 水银柱原来处于平衡状态，所受合外力为零，即此时两部分气体的压强差Δp ＝p 1－p 2＝p h .温度升高后，两部分气体的压强都增大，若Δp 1>Δp 2，水银柱所受合外力方向向上，应向上移动，若Δp 1<Δp 2，水银柱向下移动，若Δp 1＝Δp 2，水银柱不动．所以判断水银柱怎样移动，就是分析其合外力方向，即判断两部分气体的压强哪一个增大得多． 假设水银柱不动，两部分气体都做等容变化，分别对两部分气体应用查理定律： 上段：p 2T 2＝p 2′T 2′，所以p 2′＝T 2′T 2p 2，Δp 2＝p 2′－p 2＝(T 2′T 2－1)p 2＝ΔT 2T 2p 2；同理下段：Δp 1＝ΔT 1T 1p 1.又因为ΔT 2＝ΔT 1，T 1＝T 2，p 1＝p 2＋p h >p 2， 所以Δp 1>Δp 2，即水银柱上移．同一问题可从不同角度考虑，用不同方法求解，培养同学们的发散思维能力.此类问题中，如果是气体温度降低，则ΔT 为负值，Δp 亦为负值，表示气体压强减小，那么降温后水银柱应该向压强减小得多的一方移动.1．(查理定律的应用)有人设计了一种测温装置，其结构如图7所示，玻璃泡A 内封有一定质量的气体，与A 相连的B 管插在水银槽中，管内外水银面的高度差x 即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B 管上的刻度直接读出．设B 管的体积与A 泡的体积相比可略去不计．图7(1)在1标准大气压下对B 管进行温度标刻(1标准大气压相当于76 cmHg 的压强)．已知当温度t 1＝27 ℃时，管内水银面的高度为x 1＝16 cm ，此高度即为27 ℃的刻线，问t ＝0 ℃的刻线在何处？(2)若大气压已变为相当于75 cmHg 的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为27 ℃，问：此时的实际温度为多少？ 答案 (1)21.4 cm (2)22 ℃解析 (1)玻璃泡A 内气体的初始状态：T 1＝300 K ，p 1＝(76－16) cmHg ＝60 cmHg. 末态，即t ＝0 ℃的状态：T 0＝273 K ，p ＝？由查理定律得：p ＝T 0T 1p 1＝273300×60 cmHg ＝54.6 cmHg ，所以t ＝0 ℃时，水银面的高度即t ＝0 ℃的刻线位置是：x 0＝(76－54.6) cm ＝21.4 cm. (2)由题意知，此时水银面的高度仍为x 1＝16 cm ，所以玻璃泡A 内的气体压强为：p 2＝(75－16) cmHg ＝59 cmHg. 可得此时的实际温度为：T 2＝p 2p 1T 1＝5960×300 K ＝295 K ．即t 2＝22 ℃.2．(盖－吕萨克定律的应用)一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度由5 ℃升高到10 ℃，体积的增量为ΔV 1；温度由10 ℃升高到15 ℃，体积的增量为ΔV 2，则( ) A ．ΔV 1＝ΔV 2 B ．ΔV 1>ΔV 2 C ．ΔV 1<ΔV 2 D ．无法确定答案 A解析 由盖—吕萨克定律V 1T 1＝V 2T 2可得V 1T 1＝ΔV ΔT ，即ΔV ＝ΔT T 1V 1，所以ΔV 1＝5278V 1，ΔV 2＝5283V 2(V 1、V 2分别是气体在5 ℃和10 ℃时的体积)，而V 1278＝V 2283，所以ΔV 1＝ΔV 2，A 正确．3．(关于液柱移动问题的判定)(多选)如图所示，四支两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态．如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是( )答案 CD解析 假设升温后，水银柱不动，则两边压强要增加，由查理定律有，压强的增加量Δp ＝p ΔTT ，而各管原压强p 相同，所以Δp ∝1T ，即T 高，Δp 小，也就可以确定水银柱应向温度高的方向移动，故C 、D 项正确．4．(图象的分析及应用)如图8甲所示是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图象．已知气体在状态A 时的压强是1.5×105 Pa.图8(1)说出A →B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中T A 的温度值． (2)请在图乙坐标系中，画出由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 的图象，并在图线相应位置上标出字母A ，B ，C .如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程． 答案 (1)200 K (2)见解析解析 (1)由题图甲可以看出，A 与B 的连线的延长线经过原点O ，所以A →B 是一个等压变化，即p A ＝p B .根据盖—吕萨克定律可知：V A T A ＝V B T B ，即T A ＝V A V B ·T B ＝0.40.6×300 K ＝200 K.(2)由题图甲可知，B →C 是等容变化，根据查理定律得：p B T B ＝p C T C ，即p C ＝T C T B ·p B ＝400300·p B ＝43p B＝43p A ＝43×1.5×105 Pa ＝2.0×105 Pa.可画出由状态A →B →C 的p －T 图象如图所示．题组一 查理定律的应用1．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上．其原因是，当火罐内的气体( )A ．温度不变时，体积减小，压强增大B ．体积不变时，温度降低，压强减小C ．压强不变时，温度降低，体积减小D ．质量不变时，压强增大，体积减小 答案 B解析 体积不变，当温度降低时，由查理定律pT ＝C 可知，压强减小，故B 项正确．2．在密封容器中装有某种气体，当温度从50 ℃升高到100 ℃时，气体的压强从p 1变到p 2，则( ) A.p 1p 2＝12 B.p 1p 2＝21 C.p 1p 2＝323373 D ．1＜p 1p 2＜2答案 C解析 由于气体做等容变化，所以p 1p 2＝T 1T 2＝t 1＋273 K t 2＋273 K ＝323373，故C 选项正确．3．一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度由0 ℃升高到10 ℃时，其压强的增量为Δp 1，当它由100 ℃升高到110 ℃时，其压强的增量为Δp 2，则Δp 1与Δp 2之比是( ) A ．10∶1 B ．373∶273 C ．1∶1 D ．383∶283 答案 C解析 由查理定律得Δp ＝p T ΔT ，一定质量的气体在体积不变的条件下pT ＝恒量，温度由0 ℃升高到10 ℃和由100 ℃升高到110 ℃，ΔT ＝10 K 相同，故压强的增量Δp 1＝Δp 2，C 项正确．4．一个密闭的钢管内装有空气，在温度为20 ℃时，压强为1 atm ，若温度上升到80 ℃，管内空气的压强约为( ) A ．4 atmB.14atmC ．1.2 atm D.56atm 答案 C解析 由查理定律知p 1T 1＝p 2T 2，代入数据解得p 2≈1.2 atm ，所以C 正确．题组二 盖－吕萨克定律的应用5．如图1所示，某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度，当容器水温是30刻度线时，空气柱长度是30 cm ；当容器水温是90刻度线时，空气柱长度是36 cm ，则该同学测得的绝对零度相当于刻度线( )图1A ．－273B ．－270C ．－268D ．－271答案 B解析 当水温为30刻度线时，V 1＝30S ；当水温为90刻度线时，V 2＝36S ，设T ＝t 刻线＋x ，由盖—吕萨克定律得V 1t 1＋x ＝V 2t 2＋x ，即30S 30刻线＋x ＝36S90刻线＋x ，解得x ＝270刻线，故绝对零度相当于－270刻度线，选B.6．如图2所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为5×10－3 m 2，一定质量的气体被质量为2 kg 的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为__①__ Pa(大气压强取1.01×105 Pa ，g 取10 m/s 2)．若从初温27 ℃开始加热气体，使活塞离汽缸底部的高度由0.50 m 缓慢地变为0.51 m ，则此时气体的温度为__②__ ℃.下列选项正确的是( )图2A ．①1.05×105B ．①0.04×105C ．②33D ．②300答案 AC解析 p 1＝F S ＝mg S ＝2×105×10－3 Pa ＝0.04×105 Pa ，所以p ＝p 1＋p 0＝0.04×105 Pa ＋1.01×105 Pa＝1.05×105 Pa ，由盖—吕萨克定律得V 1T 1＝V 2T 2，即0.5S 273＋27＝0.51S 273＋t，所以t ＝33 ℃. 7．房间里气温升高3 ℃时，房间内的空气将有1%逸出到房间外，由此可计算出房间内原来的温度是( ) A ．27 ℃ B ．33 ℃ C ．57 ℃ D ．63 ℃答案 A解析 以升温前房间里的气体为研究对象，由盖—吕萨克定律：T ＋3T ＝V (1＋1%)V ，解得：T＝300 K ，t ＝27 ℃.8．如图3所示，一导热性良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体(不计活塞与缸壁摩擦)，温度升高时，改变的量有( )图3A ．活塞高度hB ．汽缸高度HC ．气体压强pD ．弹簧长度L答案 B解析 以汽缸整体为研究对象，由受力平衡知弹簧弹力等于总重力，故L 、h 不变，设缸壁的重力为G 1，则封闭气体的压强p ＝p 0－G 1S 保持不变，当温度升高时，由盖—吕萨克定律知气体体积增大，H 将减小，故只有B 项正确． 题组三 液柱移动问题的判断9．如图4所示，两端开口的直玻璃管A 和B ，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量、同温度的空气，空气柱长度H 1>H 2，水银柱长度h 1>h 2，今使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是( )图4A ．均向下移动，A 管移动较多B ．均向上移动，A 管移动较多C ．A 管向上移动，B 管向下移动D ．无法判断答案 A解析 封闭气柱均做等压变化，故封闭气柱下端的水银面高度不变，根据盖—吕萨克定律的分比形式ΔV ＝ΔT TV ，因A 、B 管中的封闭气柱，初温相同，温度的变化也相同，且ΔT <0，所以ΔV <0，即A 、B 管中气柱的体积都减小；又因为H 1>H 2，A 管中气柱的体积较大，|ΔV 1|>|ΔV 2|，A 管中气柱体积减小得较多，故A 、B 两管气柱上方的水银柱均向下移动，且A 管中的水银柱下移得较多，故A 项正确．10．两个容器A 、B ，用截面均匀的水平细玻璃管连通，如图5所示，A 、B 所装气体的温度分别为17 ℃和27 ℃，水银柱在管中央平衡，如果两边温度都升高10 ℃，则水银柱将( )图5A ．向右移动B ．向左移动C ．不动D ．条件不足，不能确定答案 A解析 假设水银柱不动，A 、B 气体都做等容变化：由Δp ＝ΔT T p 知 Δp ∝1T，因为T A <T B ，所以Δp A >Δp B ，所以水银柱向右移动．题组四 综合应用11．如图6所示，一端开口的钢制圆筒，在开口端上面放一活塞．活塞与筒壁间的摩擦及活塞的重力不计，现将其开口端向下，竖直缓慢地放入7 ℃的水中，在筒底与水面相平时，恰好静止在水中，这时筒内气柱长为14 cm ，当水温升高到27 ℃时，钢筒露出水面的高度为多少？(筒的厚度不计)图6答案 1 cm解析 设筒底露出水面的高度为h .当t 1＝7 ℃时，H 1＝14 cm ，当t 2＝27 ℃时，H 2＝(14＋h )cm ，由等压变化规律H 1S T 1＝H 2S T 2，得14280＝14＋h 300，解得h ＝1 cm ，也就是钢筒露出水面的高度为1 cm. 12．1697年法国物理学家帕平发明了高压锅，高压锅与普通铝锅不同，锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧，加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈，所以锅盖与锅体之间不会漏气，在锅盖中间有一排气孔，上面再套上类似砝码的限压阀，将排气孔堵住(如图7)．当加热高压锅，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，这时蒸气就从排气孔向外排出．由于高压锅内的压强大，温度高，食物容易煮烂．若已知排气孔的直径为0.3 cm ，外界大气压为1.0×105 Pa ，温度为20 ℃，要使高压锅内的温度达到120 ℃，则限压阀的质量应为多少？(g ＝10 m/s 2)图7答案 0.024 kg解析 选锅内气体为研究对象，则初状态：T 1＝293 K ，p 1＝1.0×105 Pa末状态：T 2＝393 K由查理定律得p 2＝T 2p 1T 1＝393×1.0×105293Pa ≈1.34×105 Pa. 对限压阀受力分析可得mg ＝p 2S －p 1S ＝(p 2－p 1)S ＝(p 2－p 1)πd 24＝(1.34×105－1.0×105)×3.14×(0.3×10－2)42 N ≈0.24 N ， 所以m ＝0.024 kg.13．如图8所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为40 cm 2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A 封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60 cm 处设有a 、b 两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a 、b 上，缸内气体的压强为p 0(p 0＝1.0×105Pa 为大气压强)，温度为300 K ．现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330 K 时，活塞恰好离开a 、b ；当温度为360 K 时，活塞上升了4 cm.g 取10 m/s 2求：图8(1)活塞的质量；(2)物体A 的体积．答案 (1)4 kg (2)640 cm 3解析 (1)设物体A 的体积为ΔV .T 1＝300 K ，p 1＝1.0×105Pa ，V 1＝60×40－ΔVT 2＝330 K ，p 2＝⎝⎛⎭⎫1.0×105＋mg 40×10－4Pa ，V 2＝V 1 T 3＝360 K ，p 3＝p 2，V 3＝64×40－ΔV由状态1到状态2为等容过程，有p 1T 1＝p 2T 2代入数据得m ＝4 kg(2)由状态2到状态3为等压过程，有V 2T 2＝V 3T 3代入数据得ΔV ＝640 cm 3.。
物理选修3-3学案：课堂探究 第八章第二节气体的等容变
课堂探究探究一气体的等容变化 问题导引1．根据课本中给出的气体等容变化图象(如图所示)，试写出摄氏温标下查理定律的数学表达式。
在摄氏温标下应该如何表达查理定律？提示：根据pt 图象是一次函数，而且将图线延长之后与横轴t 的交点坐标为(－273 ℃，0)，摄氏温标下查理定律的数学表达式为p t ＝p 0＋273tCp 0，式中p 0是气体在0 ℃时的压强。
在摄氏温标下查理定律应该表述为：一定质量的气体，在体积不变时，温度每升高(或降低)1 ℃，增大(或减小)的压强等于它在0 ℃时压强的1273。
2．如图为不同体积气体的pT 图象和pt 图象，从图象来分析，等容线的斜率大小与气体体积的大小之间有怎样的对应关系？提示：从图象可以看出，无论是pT 图象还是pt 图象，都是等容线的斜率越大，体积越小，因此，V 1＞V 2。
名师精讲1．查理定律的两种表述 (1)热力学温标下的表述：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，即p ∝T 。
其表达式为11p T ＝22p T 或12P P ＝12T T ，写成等式的形式就是p ＝CT 。
(2)摄氏温标下的表述：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，温度每升高(或降低)1 ℃，增加(或减少)的压强为0 ℃时压强p 0的1273，表达式为：p －p 0＝273tKp 0，p 为t ℃时的压强。
查理定律的两种描述是等价的，可以根据一个关系式推导出另一个关系式p －p 0＝273t K p 0⇒p ＝273273K tK+p 0。
由此可得0273p K ＝273p K t +，即11pT ＝22p T 。
2．查理定律的适用条件 (1)气体质量一定，体积不变。
(2)(实际)气体的压强不太大(小于几个标准大气压)，温度不太低(不低于零下几十摄氏度)。
3．利用查理定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象，即被封闭的气体。
(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律成立条件，即是否是质量和体积保持不变。
高中物理选修3-3优质学案：8.2 气体的等容变化和等压变化
第2节气体的等容变化和等压变化一、气体的等容变化阅读教材第21页“气体的等容变化”部分，知道什么是等容变化，理解查理定律和p－T图象及其物理意义。
1.等容变化：一定质量的某种气体在体积不变时压强随温度的变化规律。
2.查理定律(1)内容：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。
(2)表达式：p＝CT(C是比例常数)或p1T1＝p2 T2(3)适用条件：气体的质量不变，体积不变。
(4)气体等容变化图象(如图1所示)图1①图1甲p－T图象中的等容线是一条过原点的倾斜直线。
②图1乙p－t图象中的等容线不过原点，但反向延长线交t轴于－273.15℃。
③无论p－T图象还是p－t图象，其斜率都能判断气体体积的大小，斜率越大，体积越小。
思考判断(1)气体做等容变化时，气体的压强与温度成正比。
(×)(2)气体做等容变化时，气体压强的变化量与热力学温度的变化量成正比。
(√)(3)气体做等容变化时，温度从13 ℃升高到52 ℃，则气体的压强升高为原来的4倍。
(×)(4)气体做等容变化，温度为200 K时的压强为0.8 atm，压强增加到2 atm时的温度为500 K。
(√)二、气体的等压变化阅读教材第22页“气体的等压变化”部分，知道等压变化过程，理解盖—吕萨克定律内容，并会应用简单计算。
1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V随热力学温度T的变化规律。
2.盖—吕萨克定律(1)内容：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。
(2)表达式：V＝CT(C是比例常数)或V1T1＝V2T2(3)适用条件：气体的质量不变，压强不变。
(4)气体等压变化的图象(如图2所示)图2①图2甲V－T图象中的等压线是一条过原点的倾斜直线。
②图2乙V－t图象中的等压线不过原点，反向延长线交t轴于－273.15℃。
③无论V－T图象还是V－t图象，其斜率都能判断气体压强的大小，斜率越大，压强越小。
备课精选最新高二物理新人教版选修3-3学案8.2《气体的等容变化和等压变化》
8.2 气体的等容变化和等压变化［学习目标］1、 掌握查理定律及其应用，理解P —T 图象的意义2、 掌握盖••吕萨克定律及其应用,理解V —T 图象的意义 ［自主学习]一、 气体的等容变化1、法国科学家查理在分析了实验事实后发现，一定质量的气体在体积不变时，各种气体的压强与温度之间都有线性关系， 从图8—11甲可以看出，在等容过程中，压强P 与摄氏温度t 是一次函数关系，不是简单的 关系。
但是，如果把图8—11甲直线AB 延长至与横轴相交，把交点当做坐标原点。
建立新的坐标系(如图8—11乙所示），那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了.图乙坐标原点的意义为 .可以证明,当气体的压强不太大，温度不太低时，坐标原点代表的温度就是 .2、查理定律的内容: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 比。
3、公式： 、 、 。
4、气体在体积不变的情况下,发生的状态变化过程，图8—11甲乙图8—12叫做 过程。
表示该过程的P —T 图象称为 。
一定质量的气体的等容线是 线。
一定质量的某种气体在不同体积下的几条等容线如 图8-12所示，其体积的大小关系是 。
二、气体的等压变化1、盖••吕萨克定律内容:一定质量的某种气体，在压强不变的情况下,体积V 与热力学温度T 成 比.2、公式： 、 、 .3、气体在压强不变的情况下发生的状态变化的过程, 叫做 过程,表示变化过程的V —T 图象称为 。
一定质量的某种气体的等压线是 线.图8-13中是一定质量的某种气体在不同压强下的几条等压线,其压强的大小关系是 。
［典型例题］1、 水平放置，粗细均匀,两侧都封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为两部分如图8—14所示,将玻璃管温度均匀升高的过程中，水银柱将（ )A 、 向右移动B 、向左移动B 、 始终不动 D 、以上三种情况都有可能如果左边气体温度比右边温度高，在此基础上两边升高相同的温度哪？2、 灯泡内充有氮氩混合气体，如果要使灯泡内的混合气体在500℃时的压强不超过1atm ，在20℃下充气,灯泡内气体的压强至多能充到多少？图8—13 图8—143、 如图8-15所示，气缸Ａ中封闭有一定质量的气体,活塞B 与A 的接触是光滑的且不漏气，Ｂ上放一重物Ｃ，Ｂ与Ｃ的总量为Ｇ，大气压为Ｐ0.当气缸内气体温度是20℃时，活塞与气缸底部距离为h 1；当气缸内气体温度是1004、 如图8-16甲所示，是一定质量的气体由状态Ａ经过状态Ｂ变为状态Ｃ的Ｖ—Ｔ图象。
2021人教版高中物理选修(3-3)8.2《气体的等容变化和等压变化》word学案
学案2气体的等容变化和等压变化[目标定位]1.掌握查理定律和盖—吕萨克定律的内容、表达式及适用条件.2.会用气体变化规律解决实际问题.3.理解p－T图象与V－T图象的物理意义．一、气体的等容变化[问题设计]打足气的自行车在烈日下曝晒，常常会爆胎，原因是什么？答案车胎在烈日下曝晒，胎内的气体温度升高，气体的压强增大，把车胎胀破．[要点提炼]1．等容变化:一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化．2．查理定律(1)内容: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(填“正比”或“反比”)．(2)表达式:p＝CT或p1T1＝p2T2.(3)适用条件:气体的质量和体积不变．3．等容线:p－T图象和p－t图象分别如图1甲、乙所示．图14．从上图可以看出:p－T图象(或p－t图象)为一次函数图象，由此我们可以得出一个重要推论:一定质量的气体，从初状态(p、T)开始发生等容变化，其压强的变化量Δp与热力学温度的变化量ΔT之间的关系为:ΔpΔT＝pT.[延伸思考]图1中斜率的不同能够说明什么问题？答案斜率与体积成反比，斜率越大，体积越小．二、气体的等压变化[要点提炼]1．等压变化:一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化叫做等压变化．2．盖—吕萨克定律(1)内容: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． (2)表达式:V ＝CT 或V 1T 1＝V 2T 2.(3)适用条件:气体的质量和压强不变．3．等压线:V －T 图象和V －t 图象分别如图2甲、乙所示．图24．从上图可以看出:V －T 图象(或V －t 图象)为一次函数图象，由此我们可以得出一个重要推论:一定质量的气体从初状态(V 、T )开始发生等压变化，其体积的变化量ΔV 与热力学温度的变化量ΔT 之间的关系为ΔV ΔT ＝V T. [延伸思考] 图2中斜率的不同能够说明什么问题？ 答案 斜率与压强成反比，斜率越大，压强越小．一、查理定律的应用例1 气体温度计结构如图3所示．玻璃测温泡A 内充有气体，通过细玻璃管B 和水银压强计相连．开始时A 处于冰水混合物中，左管C 中水银面在O 点处，右管D 中水银面高出O 点h 1＝14cm ，后将A 放入待测恒温槽中，上下移动D ，使C 中水银面仍在O 点处，测得D 中水银面高出O 点h 2＝44cm.求恒温槽的温度(已知外界大气压为1个标准大气压，1个标准大气压相当于76cmHg)．图3解析 设恒温槽的温度为T 2，由题意知T 1＝273K A 内气体发生等容变化，根据查理定律得 p 1T 1＝p 2T 2① p 1＝p 0＋p h 1② p 2＝p 0＋p h 2③联立①②③式，代入数据得T 2＝364K(或91℃)． 答案 364K(或91℃) 二、盖—吕萨克定律的应用例2 如图4所示，一端开口的钢制圆筒，在开口端上面放一活塞．活塞与筒壁间的摩擦及活塞的重力不计，现将其开口端向下，竖直缓慢地放入7℃的水中，在筒底与水面相平时，恰好静止在水中，这时筒内气柱长为14cm ，当水温升高到27℃时，钢筒露出水面的高度为多少？(筒的厚度不计)图4答案 1cm解析 设筒底露出水面的高度为h .当t 1＝7℃时，H 1＝14cm 气柱，当t 2＝27℃时，H 2＝(14＋h ) cm ，由等压变化规律H 1S T 1＝H 2ST 2，得14280＝14＋h 300，解得h ＝1cm ，也就是钢筒露出水面的高度为1cm. 三、p －T 图象与V －T 图象的应用例3 图5甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图象，已知气体在状态A 时的压强是1.5×105Pa.图5(1)根据图象提供的信息，计算图中T A 的值．(2)请在图乙坐标系中，作出由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 图象，并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C ，如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程． 解析 (1)根据盖—吕萨克定律可得V A T A ＝V BT B所以T A ＝V A V B T B ＝0.40.6×300K ＝200K.(2)根据查理定律得p B T B ＝p CT Cp C ＝T C T B p B ＝400300p B ＝43p B ＝43×1.5×105Pa ＝2.0×105Pa则可画出由状态A →B →C 的p －T 图象如图所示． 答案 (1)200K (2)见解析图针对训练 一定质量的气体的状态经历了如图6所示的ab 、bc 、cd 、da 四个过程，其中bc 的延长线通过原点，cd 垂直于ab 且与水平轴平行，da 与bc 平行，则气体体积在( )图6A ．ab 过程中不断增加B ．bc 过程中保持不变C ．cd 过程中不断增加D ．da 过程中保持不变 答案 AB解析 首先，因为bc 的延长线通过原点，所以bc 是等容线，即气体体积在bc 过程中保持不变，B 正确；ab 是等温线，压强减小则体积增大，A 正确；cd 是等压线，温度降低则体积减小，C 错误；如图所示，连接aO 交cd 于e ，则ae 是等容线，即V a ＝V e ，因为V d <V e ，所以V d <V a ，所以da 过程中气体体积不是保持不变，D 错误.1．(查理定律的应用)一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度由0℃升高到10℃时，其压强的增量为Δp 1，当它由100℃升高到110℃时，所增压强为Δp 2，则Δp 1与Δp 2之比是( )A ．10∶1B ．373∶273C ．1∶1D ．383∶283 答案 C解析 由查理定律得Δp ＝p T ΔT ，一定质量的气体在体积不变的条件下ΔpΔT ＝C ，温度由0℃升高到10℃和由100℃升高到110℃，ΔT ＝10K 相同，故所增加的压强Δp 1＝Δp 2，C 项正确． 2．(p －T 图象的考查)如图7所示，是一定质量的气体的三种变化过程，下列四种解释中，说法正确的是( )图7A ．a →d 过程气体体积增加B ．b →d 过程气体体积不变C ．c →d 过程气体体积增加D ．a →d 过程气体体积减小 答案 AB解析 在p －T 图象中等容线是延长线过原点的直线，且体积越大，直线的斜率越小．因此，a 状态对应的体积最小，c 状态对应的体积最大，b 、d 状态对应的体积相等，故A 、B 正确． 3. (盖—吕萨克定律的应用)如图8所示，气缸中封闭着温度为100℃的空气，一重物用轻质绳索经光滑滑轮跟缸中活塞相连接，重物和活塞都处于平衡状态，这时活塞离气缸底的高度为10cm.如果缸内空气温度变为0℃，重物将上升多少厘米？(绳索足够长，结果保留三位有效数字)图8答案 2.68cm解析 这是一个等压变化过程，设活塞的横截面积为S . 初状态:T 1＝(273＋100) K ＝373K ，V 1＝10S 末状态:T 2＝273K ，V 2＝LS 由盖—吕萨克定律V 1T 1＝V 2T 2得LS ＝T 2T 1V 1，L ＝273373×10cm ≈7.32cm重物上升高度为10cm －7.32cm ＝2.68cm4．(V －T 图象的考查)一定质量的理想气体，状态变化如图9所示，其中AB 段与t 轴平行，已知在状态A 时气体的体积为10L ，那么变到状态B 时气体的体积为________L ，从状态B 到状态C ，气体做________变化．。
8.2气体的等容变化和等压变化 优秀教案优秀教学设计 高中物理选修3-3 (4)
2 气体的等容变化和等压变化教学目标：1. 掌握一定质量的气体在体积不变时的规律----查理定律2．掌握一定质量的气体在压强不变时的规律----盖·吕萨克定律3．学会应用查理定律和盖·吕萨克定律解决实际问题教学重点：应用查理定律和盖·吕萨克定律解决实际问题.教学难点： 查理定律和盖·吕萨克定律的得出过程.教学过程：（复习引入）前面我们学习玻意耳定律,知道一定质量的气体，在保持温度不变的情况下，压强与体积成正比.那么在体积保持不变时压强和温度什么关系?在压强不变时体积和温度什么关系?今天我们在来学习两个定律.一、查理定律(1)内容：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.(2)公式：p ∝T设一定质量的某种气体，由压强p 1、温度T 1的状态，保持体积不变的变化，变到压强p 2、温度T 2的另一种状态，则有＝ 或者 ＝. (3)适用条件：①气体的质量一定②气体的体积不变③压强不太大，温度不太低（4）等容过程及p-T 图像(1)等容过程：一定质量的气体在体积保持不变时所发生的状态变化过程.(2) p-T 图像上的等容线①p-T 图中的等容线是一条延长线通过原点的倾斜直线.②斜率K ＝＝C (恒量)与气体体积有关.体积越大，斜率越小.如图所示，4条等容线的关系为V 1＞V 2＞V 3＞V 4.12p p 12T T 11p T 22p T p T二、盖·吕萨克定律(1)内容：一定质量的气体，在压强保持不变时，体积和热力学温度成正比.(2)公式设一定质量的某种气体，由体积V 1、温度T 1的状态，保持压强不变，变化到体积V 2、温度T 2的另一种状态，则有＝ 或者 ＝. (3)适用条件①气体的质量一定②气体的压强不变③压强不太大，温度不太低（4）等压过程及V-T 图像(1)等压过程：一定质量的气体在压强保持不变时所发生的状态变化过程(2)V-T 图像上的等压线①V-T 图像中的等压线是一条延长线通过原点的倾斜直线②斜率K ＝＝C (恒量)与气体压强有关，压强越大，斜率越小.如图13.2-3所示p 1＞p 2＞p 3＞p 4.例题例1 、书本第25页例题（略）例2 如下图所示，在球形容器内充有一定质量的理想气体，当大气压强是760mmHg ，气体温度是27℃时，从接在容器下端U 形管水银压强计可以确定气体的压强是___________ mmHg.如果大气压强保持不变，而气体的温度升高到47℃时，气体的压强将变为11V T 22V T 12V V 12T T VT_____________mmHg ，压强计左侧管内水银面D 将 ___________ (填“上升”或“下降”) __________ mmHg(假设压强计细管的容积很小，球形容器的热膨也很小都可以不考虑).解析 题目中“假设压强计细管的容积很小，球形容器的热膨胀也很小都可以不考虑”是一个隐含条件，说明球形容器内气体发生的是等容变化过程，可利用查理定律求解.解答 在压强计左管中取与右管上端水银面等高的液片为研究对象，由压强平衡得 p 0＝p 1+p h1 ∴p 1＝p 0-p h1＝600mmHg.以球形容器内封闭气体为研究对象，气体作等容变化，根据查理定律有＝. ∴ p 2＝p 1＝×600mmHg ＝640mmHg 由于外界大气压不变，而p 2＞p 1,故水银面将下降.设温度升高后，水银面高度差为h 2,则 p 2＝p 0-p h2 p h2＝p 0-p 2＝120mmHg.h 2＝120mm,则水银面D 下降高度 L ＝Δh ＝(h 1-h 2)＝(160-120)mm)＝20mm. 答案 600 640 下降 20点评 本题考查了考生理解能力，分析问题和解决问题的能力.题中隐含“气体发生等容变化”的条件分析是关键，同时注意水银面上升、下降高度与两管水银面高度差的关系，分析此类问题切忌不仔细分析状态变化过程.小结：1 、气体的等容变化，查理定律2、等容线3 、气体的等压变化，盖·吕萨克定律4 、等压线应用气体实验定律解题应注意的问题：气体实验定律是利用控制变量法而得到的气体状态参量间的关系，学习玻意耳定律时，要紧抓气体的质量一定和温度不变这两个条件，把握定律的三种表达方法.学习查理定律要紧抓11p T 22p T 21T T 320300121212气体的质量一定和体积不变这两个条件；学习盖·吕萨克定律时则要紧抓气体的质量一定和压强不变这两个条件.应用气体实验定律解题时，首先必须明确研究对象，一定质量的气体，认清它们变化过程；其次正确确定始、末两状态及两状态下压强、温度和体积，然后运用适当的实验定律列方程，使未知量在方程中出现.最后统一单位(等式两边单位相同即可)求解. 布置作业：课本第26 页1、3。
人教版高二物理选修33导学案：338气体的等容变化和等压变化(无答案)
【课题名称】气体的等容变化和等压变化课型新授课课时8【学习目标】1、掌握查理定律及其应用，理解P—T图象的意义2、掌握盖••吕萨克定律及其应用，理解V—T图象的意义【学习重点】查理定律的内容、数学表达式、图象及适用条件【学习难点】气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄氏温度成正比；气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强，【学法指导】自主阅读、合作交流【导学过程】（学习方式、学习内容、学习程序、问题）【导学笔记】预习导学（10分钟）课前自主学习一、请学生自主学习教材第七章第4节P21至P22。
“快速阅读，完成下列问题，将问题答案用铅笔划在书上”1、概念：（1）等容变化：叫等容变化。
（2）等压变化：叫等压变化。
2、查理定律：（1）内容：一定质量的某种气体，在情况下，与热力学温度成比。
（2）公式：或3、盖·吕萨克定律：（1）内容：一定质量的某种气体，在情况下，与热力学温度成比。
（2）公式：或4、等容线：（1）等容线：一定质量的气体在等容变化过程中，叫等容线自己懂了什么，还有哪些问题没弄透。
学生代表发言（2）一定质量的气体的p—T图线其延长线过原点，斜率反映5、等压线：（1）定义：一定质量的气体在等压变化过程中，的图象叫等压线（2）一定质量的气体的V—T图线其延长线过展示导思（15分钟）课中合作探究典型探究例1．一定质量的气体在保持密度不变的情况下，把它的温度由原来的27℃升到127℃，这时该气体的压强是原来的A. 3倍B. 4倍C. 4/3倍D. 3/4倍练习1、一定质量的气体，在体积不变时，温度每升高1℃，它的压强增加量A. 相同B. 逐渐增大C. 逐渐减小D. 成正比例增大2、一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度由0℃升高到10℃时，其压强的增量为△p1，当它由100℃升高到110℃时，所增压强为△p2，则△p1与△p2之比是A. 10：1B. 373：273C.1：1D. 383：283例2、如图8.2—10所示，两端开口的U形管，右侧直管中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在左管中再注入一些水银，平衡后则A.下部两侧水银面A、B高度差h减小B.h增大C.右侧封闭气柱体积变小D.水银面A、B高度差h不变小组交流与讨论图8.2—11 检测导练（15分钟） 课堂自主检测1、 下面图中描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是（ ）2、 一个密闭的钢管内装有空气，在温度为200C 时，压强为1atm ，若温度上升到800C ，管内空气的压强为（ ）A 、4atmB 、1atm/4C 、1.2atmD 、5atm/6 3、一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了1/2，若气体原来温度为270C ，则温度的变化是（ ）A 、升高450KB 、升高了1500C C 、升高了40.50C D 、升高了4500C4、如图8—19所示，是一定质量的气体从状态A 经B 到状态C 的V —T 图象，由图象可知（ ）A 、P A ＞PB B 、PC ＜P B C 、P A ＞P CD 、P C ＞P B5、如图8—20所示，是一定质量的气体从状态A 经B 到状态C 的P —T 图象，由图象可知（ ）A 、V A ＝VB B 、V B ＝VC C 、V B ＜V CD 、V A ＞V C学习小组代表发言6、一定质量的气体在体积不变时，下列有关气体的状态变化说法正确的是（ ）A 、温度每升高10C ，压强的增加是原来压强的1/273 B 、温度每升高10C ，压强的增加是00C 时压强的1/273C 、气体压强和热力学温度成正比D 、气体压强与摄氏温度成正比 7、在压强不变的情况下，必须使一定质量的理想气体的温度变化到 ℃时，才能使它的体积变为在273℃时的体积的一半。
最新气体的等容变化和等压变化-高中物理选修3-3导学案
《8.2气体的等容变化和等压变化》编制：审核：批准：【学习目标】1、知道什么是等容变化和等压变化，知道查理定律和盖吕萨克定律的内容和公式。
2、了解等容变化的P-T图线和等压变化V-T图像以及其物理意义。
【预习提问】（一）气体的等容变化1.等容变化:一定质量的某种气体,在体积不变时,_____随_____的变化。
2.查理定律:(1)内容: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_____。
(2)表达式：①_____或_____(C是比例常数)。
②__________或__________(p1、T1和p2、T2分别表示1、2两个不同状态下的压强和热力学温度)。
(3)图像：备注(4)适用条件：气体的_____一定，_____不变。
(5)查理定律是_____定律，是由法国科学家查理发现的。
（二）气体的等压变化1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，_____随_____的变化。
2.盖—吕萨克定律：(1)内容：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。
(2)表达式：①_____或_____(C是比例常数)。
②__________或__________(V1、T1和V2、T2分别表示1、2两个不同状态下的体积和热力学温度)。
(3)图像:(4)适用条件:气体_____一定,_____不变。
(5)盖—吕萨克定律是通过_____发现的。
【我的疑问】【讨论解问】1、如图，某种气体在状态A 时压强为2 ×105 Pa，体积为1 m3 ，温度为200 K。
(1)它在等温过程中由状态A 变为状态B，状态B 的体积为2 m3 。
求状态B 的压强。
(2) 随后，又由状态B 在等容过程中变为状态C，状态C 的温度为300 K。
求状态C 的压强。
2、盛有氧气的钢瓶，在17 ℃的室内测得氧气的压强是9.31 ×106 Pa。
当钢瓶搬到－13 ℃的工地上时，瓶内氧气的压强变为8.15 ×106 Pa。
高中物理8.2气体的等容转变和等压转变第3课时教学案新
气体的等容转变和等压转变 课 题 气体的等容变化和等压变化 第 3 课时 计划上课日期：教学目标 （1）知道什么是气体的等容变化过程； （2）掌握查理定律的内容、数学表达式；理解p-t 图象的物理意义； （3）知道查理定律的适用条件； （4）会用分子动理论解释查理定律。
教学重难点 （1）查理定律的内容、数学表达式、图象及适用条件是重点；（2）气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄氏温度成正比；气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强，这些内容易混淆。
教学流程\内容\板书 关键点拨加工润色查理定律的应用1．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的二倍，则气体温度的变化情况是( )．A ．气体的摄氏温度升高到原来的二倍B ．气体的热力学温度升高到原来的二倍C ．气体的摄氏温度降为原来的一半D ．气体的热力学温度降为原来的一半解析 一定质量的气体体积不变时，压强与热力学温度成正比，即p1T1＝p2T2，得T2＝p2T1p1＝2T1，B 正确．答案 B2．一定质量的某种气体在等容变化过程中，已知0 ℃的压强为p0，求温度为t ℃时压强为多大？并判断温度每上升1 ℃，压强增加数值有何特点？解析 设温度为t ℃时压强为p ，由查理定律知p0T0＝p T即错误!＝错误!，所以p ＝错误!p0.变形得p －p0t＝错误!p0.即温度每升高1 ℃，压强的增加数值都相等，为0 ℃压强的错误!. 答案 错误!p0，数值相等，为0 ℃压强的错误!盖—吕萨克定律的应用3．一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度由5 ℃升高到10 ℃，体积的增量为ΔV1；温度由10 ℃升高到15 ℃，体积的增量为ΔV2，则( )．A ．ΔV1＝ΔV2B ．ΔV1>ΔV2C ．ΔV1<ΔV2D ．无法确定解析 由盖—吕萨克定律V1T1＝V2T2可得V1T1＝ΔV ΔT ，即ΔV＝ΔT T1·V1，所以ΔV1＝5278×V1，ΔV2＝5283×V2(V1、V2分别是气体在5 ℃和10 ℃时的体积)，而V1278＝V2283，所以ΔV1＝ΔV2，A 正确．答案 A关于液柱移动问题的判定4．如图8-27所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U 形玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h ，能使h 变大的原因是( )．图8-2-7A ．环境温度升高B ．大气压强升高C ．沿管壁向右管内加水银D ．U 形玻璃管自由下落解析 对左管被封气体：p ＝p0＋ph ，由pV T＝k ，可知当温度T 升高，大气压p0不变时，h 增加，故A 正确．大气压升高，h 减小，B 错．向右管加水银时，由温度T 不变，p0不变，V 变小，p 增大，即h 变大，C 正确．U 形管自由下落，水银完全失重，气体体积增加，h 变大，D 正确．答案 ACD5. 如图8-28所示，A 、B 两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管连接，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A 中气体的温度为0 ℃，B 中气体温度为20 ℃，如果将它们的温度都降低10 ℃，则水银柱将( )．图8-28A．向A移动B．向B移动C．不动D．不能确定解析假设水银柱不动，由查理定律pT＝p′T′，得p′－p＝T′－TTp，即Δp＝ΔTTp，可知Δp∝1T，而TA＝ K，TB＝ K，所以A部分气体压强减少的较多，故水银柱左移．答案A作业布置教学心得。
人教版高二物理选修3-3 第八章8.2气体的等容变化和等压变化学案(无答案)
.二、课堂导学问题1：什么叫气体的等容变化？气体的等容变化遵循的规律是什么？ 1．气体的等容变化等容变化：一定质量的气体在体积不变时 随 的变化规律． 查理定律(1)内容： 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 ．（2）表达式：(3) 等容变化的图象（4）认识等容线： a.在p-T 图中，等容线是一条过原点的直线；b.等容线过原点处应用了虚线，因为0K 只能无限接近；c.等容线上的某一点表示气体处于某一状态，某一段表示气体经历的一个过程.（5）试比较V 1\V 2的大小问题2：什么叫气体的等压变化？气体的等压变化遵循的规律是什么？2．气体的等压变化等压变化：一定质量的气体，在压强不变的情况下， 随 的变化规律． 盖—吕萨克定律(1)内容： 的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成b.同一等压线上每一点的压强相等；c.对同一部分气体，在不同压强下的等压线为一簇过原点的直线，斜率越大的等压线的压强越小.三、典型例题【例1】一定质量的氢气在0℃时压强是9×104Pa ，保持氢气的体积不变，它在30℃时的压强是多大？【例2】一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度由5 ℃升高到10 ℃，体积的增量为ΔV 1；温度由10 ℃升高到15 ℃，体积的增量为ΔV 2，则( )．A ．ΔV 1＝ΔV 2B ．ΔV 1>ΔV 2C ．ΔV 1<ΔV 2D ．无法确定【例3】 一容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外界大气相通（气体压强始终等于大气压），原来容器内气体的温度为27 ℃，如果把它加热到127 ℃，从容器中逸出的空气质量是原来质量的多少倍？。
2022高中物理 8.2 气体的等容变化和等压变化 教案选修3-3
气体的等容变化和等压变化一、教材分析本节介绍查理定律，要使学生了解一定质量的气体在保持体积不变时温度与压强的关系，知道通过对等容变化的mHg读出当时的大气压强值。
（注意水银气压计的读数方法。
）（3）实验条件：一定质量的气体、一定的气体体积讨论：怎样保证实验条件①烧瓶用胶塞塞好，与水银压强计B管连接处密封好。
②使水银压强计的A管水银面与B管水银面一样高，并将B管水银面的位置记下来。
（室温）（4）实验过程①将烧瓶置于食盐加碎冰溶化的混合物中，烧瓶要完全没入。
（请学生估测发生的现象）现象：瓶中气体体积减小，B管中水银面上升，A管中水银面下降。
气体压强减小。
措施：请学生讨论此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。
记下此时A、B管中水银面的高度差。
②将烧瓶完全置于冰水混合物中。
（请学生估测发生的现象）现象：烧瓶中气体体积仍小于室温时的标记体积，B管中水银面仍高于A管中水银面，但A、B两管中水银面高度差减少。
措施：仍请学生回答此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。
记下此时A、B管中水银面的高度差。
③将烧瓶完全置于30 ℃的温水中。
（请学生估测发生的现象）现象：B管中水银面低于标记位置，A管中水银面高于标记位置。
措施：请学生讨论应怎样移动A管，才能使B管中的水银面恢复到初始标记位置。
记下此时A、B管中水银面的高度差。
④将烧瓶再分别完全置于45℃的温水中，60℃、75℃的热水中，重复上述过程。
（5）实验数据表格实验次数 1 2 3 4 5 6气体温度℃－200 30 45 60 75气体压强mmHgmHg 室温℃请学生计算：（1）以0℃气体压强为参照，气体温度每升高1℃，增加的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
（2）以0℃气体压强为参照，气体温度每降低1℃，减少的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
（6）图象（以实际实验数据为准，此处仅为示意图）由此图象，可写出如下方程： =0t，其中为斜率精确的实验指出t外推=-273℃3、实验结论——查理定律1787年法国科学家查理通过实验研究，发现所有气体都遵从定律查理。
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§8.2 气体的等容变化和等压变化
【学习目标】
1．知道什么是气体的等容变化过程；掌握查理定律的内容、数学表达式；理解p-T 图象的物理意义；知道查理定律的适用条件．
2．知道什么是气体的等压变化过程；掌握盖-吕萨克定律的内容、数学表达式；理解V-T 图象的物理意义．
【学习重点】
1．查理定律的内容、数学表达式及适用条件．
2．盖-吕萨克定律的内容、数学表达式及适用条件．
【学习难点】
对p-T 图象和V-T 图象的物理意义的理解．
【学习过程】
一、气体的等容变化
实验可以发现：一定质量的气体，在体积不变的情况下，气体的压强与温度之间有线性关系，我们把它叫做查理定律，如图所示．
1
_________
2．查理定律 (1)内容：T 成_________．
(2)表达式：=1(3)图象 ________________的气体，在体积不变的情况下， 压强与热力学温度成__________，在p －T 图上等
容线为过____________________．如图甲．
在p －t 图上等容线不过原点，但反向延长交t 轴于__________________．如图乙．
〈练一练〉民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上．其原因是，当火罐内的气体
( )
A ．温度不变时，体积减小，压强增大
B ．体积不变时，温度降低，压强减小
C ．压强不变时，温度降低，体积减小
D ．质量不变时，压强增大，体积减小
二、气体的等压变化
盖—吕萨克定律：一定质量的气体，在压强保持不变时，体积和热力学温度成正比
1．等压变化：一定质量的某种气体，在________不变的情况下，________随温度的变化规律．
2．盖—吕萨克定律：
(1)内容：______________的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与
热力学温度成_________．
(2)表达式：___________ 或 2
211T V T V =． (3)图象：____________的气体，在压强不变的条件下，体积与热力学温度
成正比，在V －T 图上等压线为一条延长线通过原点的倾斜直线，如图所示．
〈练一练〉房间里气温升高3 ℃时，房间内的空气将有1%逸出到房间外，由此可计算出房间内原来的温度是________ ℃.
甲 乙
P T O
P T O P T O P O t/0C -273 A B C D 【当堂反馈】
1.在冬季，当剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出，其主要原因是( )
A.白天时气温升高，大气压强变大
B.软木塞受潮膨胀，体积增大
C.暖水瓶的瓶口因温度降低而收缩变小
D.瓶内气体因温度降低而压强减小，软木塞受到瓶内外气体压力的作用而不易拔出
2．如图甲所示，是一定质量的气体由状态Ａ经过状态Ｂ变为状态Ｃ的Ｖ—Ｔ图象．已知气体在状
态Ａ时的压强是a p 5105.1 ．
（1）说出从A 到B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中ＴＡ的温度值．
（2）请在图乙坐标系中，作出由状态Ａ经过状态Ｂ变为状态Ｃ的Ｐ—Ｔ图象，并在图线相应位置上标出字母Ａ、Ｂ、Ｃ．如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程．
【课后巩固】 1．下面图中描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是（ ） 2．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的二倍，则气体温度的变化情况是( ) A ．气体的摄氏温度升高到原来的二倍 B ．气体的热力学温度升高到原来的二倍 C ．气体的摄氏温度降为原来的一半 D ．气体的热力学温度降为原来的一半 3．如图所示，是一定质量的理想气体三种升温过程，那么，以下四种解释中，哪些是正确的( )
A ．a→d 的过程气体体积增加
B ．b→d 的过程气体体积不变
C ．c→d 的过程气体体积增加
D ．a→d 的过程气体体积减小
4.如图所示，一小段水银封闭了一段空气，玻璃管竖直静放在室内．下列说法正
确的是( )
A ．现发现水银柱缓慢上升了一小段距离，这表明气温一定上升了
B ．若外界大气压强不变，现发现水银柱缓慢上升了一小段距离，这表明气温上升了
C ．若发现水银柱缓慢下降一小段距离，这可能是外界的气温下降所至
D ．若把管子转至水平状态，稳定后水银未流出，此时管中空气的体积将大于原来竖
直状态的体积
5．一个易拉罐中插入一根透明吸管，接口处用蜡密封，在吸管内引入一小段液柱（长度不计）．不计大气压的变化．已知易拉罐的容积是180cm 3，吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2cm 3，吸管的有效长度为20cm ，当温度为25o C 时，液柱离管口10cm
（1）估算该温度计的测量范围
（2）在吸管上标注温度值时，刻度是否均匀？
6．如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为40 cm 2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A 封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60 cm 处设有a 、b 两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a 、b 上，缸内气体的压强为p 0(p 0＝1.0×105Pa 为大气压强)，温度为300 K ．现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330 K ，活塞恰好离开a 、b ；当温度为360 K 时，活塞上升了4 cm.g 取10 m/s 2求：
(1)活塞的质量；
(2)物体A 的体积．
T A B V/m 3
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。