高中物理选修3-3课件 2.气体的等容变化和等压变化高中物理选修3-3课件高中物理选修3-3课件高中物理选修3-3课件高中物理选修3-3课件 一、气体的等容变化 1等容变化：一定质量的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 压压强温度正比pCT 高中物理选修3-3课件 (3)图象： (4)适用条件：气体的 不变气体的不变质质量体积积高中物理选修3-3课件 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 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，体积与热力学温度成 (2)表达式： 或 或 .体积积温度正比VCT高中物理选修3-3课件 (3)图象 【特别提醒】 若横轴用摄氏度t表示，则在pt图 象中的等容线或Vt图象中的等压线均不再过原点，它 们的延长线应过273.15 . (4)适用条件：气体 不变；气体 不变 . 质质量压压强高中物理选修3-3课件高中物理选修3-3课件 一、查理定律与盖吕萨克定律的比较高中物理选修3-3课件 如图甲所示，为一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的VT图象已知气体在状态A时的压强是1.5105 Pa. (1)说出AB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)请在图乙所示的坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的pT图象，并在图象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，请根据实际情况写出计算过程高中物理选修3-3课件高中物理选修3-3课件高中物理选修3-3课件 二、一定质量的气体不同图象比较类别 图线 特点举例pVpV之积越大的等 温线温度越高， 线离原点越远p1/V斜率越大，温度 越高高中物理选修3-3课件pT斜率越 大，体 积越小VT斜率越 大，压 强越小高中物理选修3-3课件 一定质量气体的状态变化 过程的pV图线如图所示，其中A 是初始态，B、C是中间状态 AB为双曲线的一部分，BC与 纵轴平行，CA与横轴平行如 将上述变化过程改用pT图线和V T图线表示，则在下列的各图中 正确的是( )高中物理选修3-3课件 解析： 在pV图象中，气体由AB是等 温过过程，且压压强减小，气体体积积增大；由 BC是等容过过程，且压压强增大，气体温度升 高；由CA是等压过压过 程，且体积积减小，温度 降低由此可判断在pT图图中A错错、B正确， 在VT图图中C错错、D正确 答案： BD 高中物理选修3-3课件高中物理选修3-3课件 有人设计了一种测温装置，其结构如图所 示，玻璃泡A内封有一定量气体，与A相连的B管插在 水槽中，管内水银面的高度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玻璃泡的体积 相比可忽略不计在1标准大气压下对B管进行 温度刻度(1标准大气压相当于76 cmHg的压强， 等于101 kPa)已知当温度t127 时，管内 水银面高度x116 cm，此高度即为27 的刻 度线，问t0 的刻度线在何处高中物理选修3-3课件 思路点拨： 高中物理选修3-3课件 答案： 21.4 cm高中物理选修3-3课件 【反思总结】 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 律条件是否是质量和体积保持不变 (3)确定初、末两个状态的温度、压强或温度 、体积 (4)按查理定律公式列式求解 (5)分析检验求解结果高中物理选修3-3课件 【跟踪发散】 11：用易拉罐盛装碳酸 饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严 重受热会导致爆炸我们通常用的可乐易拉 罐容积V355 mL.假设在室温(17 )罐内装 有0.9V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体 压强为1 atm.若易拉罐承受的压强为1.2 atm ，则保存温度不能超过多少？高中物理选修3-3课件 答案： 75 高中物理选修3-3课件 如图所示，活塞的质量为m，大气压强为 p0，当密闭气体的温度由T1升高到T2时，求： (1)温度为T2时气体的压强； (2)温度为T2时的气体体积 (汽缸的横截面积为S，忽略活塞与汽缸间的摩 擦，温度T1时气体的体积为V1)高中物理选修3-3课件 思路点拨： 高中物理选修3-3课件高中物理选修3-3课件 【反思总结】 利用盖吕萨克定律解题的一 般步骤 (1)确定研究对象，即某被封闭气体 (2)分析状态变化过程，明确初、末状态，确 认在状态变化过程中气体的质量和体积保持不 变 (3)分别找出初、末两状态的温度、压强或温 度、体积 (4)根据盖吕萨克定律列方程求解 (5)分析所求结果是否合理高中物理选修3-3课件 【跟踪发散】 21：一气象探测气球，在充 有压强为1.00 atm(即76.0 cmHg)、温度为27.0 的氦气时，体积为3.50 m3.在上升至海拔6.50 km 高空的过程中，气球内氦气的压强逐渐减小至 此高度上的大气压36.0 cmHg，气球内部因启动 一持续加热过程而维持其温度不变此后停止 加热，保持高度不变已知在这一海拔高度气 温为48.0 .求： (1)氦气在停止加热前的体积； (2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积高中物理选修3-3课件 解析： (1)在气球上升至海拔6.50 km高空的 过程中，气球内氦气经历一等温过程 根据玻意耳定律有p1V1p2V2 式中，p176.0 cmHg，V13.50 m3，p236.0 cmHg，V2是在此等温过过程末氦气的体积积 由式得 V27.39 m3 (2)在停止加热较长热较长 一段时间时间 后，氦气的温度 逐渐渐从T1300 K下降到与外界气体温度相同， 即T2225 K这这是一等压过压过 程根据盖吕萨吕萨 克定律有高中物理选修3-3课件 答案： (1)7.39 m3 (2)5.54 m3高中物理选修3-3课件 如图所示，一定质量的气体从状态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时的体积是1 L， 求在状态B、C、D时的体积各为多少，并把 此图改为pV图高中物理选修3-3课件 解析： AB为为等容线线，压压强随温度升高而 增大 BC为为等压过压过 程，体积积随温度升高而增大 CD为为等温变变化，体积积随压压强减小而增大 DA为为等压变压变 化，体积积随温度降低而减小高中物理选修3-3课件 答案： 见解析 【反思总结】 图象的分析方法及应用： (1)图象上的某一点表示一定质量气体的一个 平衡状态；图象上的某一线段，表示一定质量 气体的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 之间的关系 (3)在图形转换时，关键是要明确状态的各个 参量，并正确分析出各过程的性质及图象特点 高中物理选修3-3课件 【跟踪发散】 31：如图所示，为一定质量 的理想气体p1/V图象，图中BC为过原点的直 线，A、B、C为气体的三个状态，则下列说法 中正确的是( ) ATATBTC BTATBTC CTATBTC DTApB，TATB.由BC为为等温变变化 ，即TBTC.所以TATBTC，选项选项 A正确 答案： A 高中物理选修3-3课件高中物理选修3-3课件 1描述一定质量的气体作等容变化的过程 的图线是图中的( )高中物理选修3-3课件 解析： 等容变化的过程的pt图在t轴上 的交点坐标是(273 ，0)，D正确 答案： D高中物理选修3-3课件 2如图所示，在一只烧瓶上连一根玻璃管，把它 跟一个水银压强计连在一起，烧瓶里封闭着一定质 量的气体，开始时水银压强计U形管两端水银面一 样高下列情况下，为使U形管两端水银面一样高 ，管A的移动方向是( )高中物理选修3-3课件 A如果把烧瓶浸在热水中，应把A向下移 B如果把烧瓶浸在热水中，应把A向上移 C如果把烧瓶浸在冷水中，应把A向下移 D如果把烧瓶浸在冷水中，应把A向上移 解析： 使U形管两端水银银面一样样高，即保持封闭闭气体的压压强始终终等于外界大气压压而不变变，若把烧烧瓶浸在热热水中，气体体积积增大，A中水银银面上升，为为使两管水银银等高，应应把A下移，故A项项正确，B错错；若把烧烧瓶浸在冷水中，气体体积积减小，B管中水银银面上升，为为使两管水银银面等高，应应把A管上移，故C错错，D对对 答案： AD高中物理选修3-3课件 3.(2011临沂联考)如图所示，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 Bh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 解析： 在左管中注入水银过银过 程中，右管中的封闭闭 气体的压压强不变变，所以水银银面A、B高度差h不变变，故 选选D. 答案： D高中物理选修3-3课件 4一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态 B，这一过程的VT图象如图所示，则( ) A在过程AC中，气体的压强不断变小 B在过程CB中，气体的压强不断变大 C在状态A时，气体的压强最小 D在状态B时，气体的压强最大高中物理选修3-3课件 答案： BCD高中物理选修3-3课件 5(2011上海单科，4)如图，一定量的理想气体从状 态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强( ) A逐渐增大 B逐渐减小 C始终不变 D先增大后减小 解析： 在VT图图象中，各点与坐标标原点连线连线 的斜 率表示压压强的大小斜率越小，压压强越大. 答案： A高中物理选修3-3课件 6.如图所示，这是一种气体温度计的示意图，测温泡B内存储 有一定气体，经毛细管与水银压强计的左臂M相连，测温时，使 测温泡与待测系统做热接触上下移动压强计的右臂M，使左 臂中的水银面在不同温度下始终固定在同一位置O处，以保持气 体的体积不变已知在标准状态下大气压强为p0，左、右臂水银 面的高度差为h0，实际测温时，大气压强为p1，左、右臂水银面 的高度差为h1，试用上述物理量推导所测 摄氏温度t的 表达式(压强单位都是cmHg)高中物理选修3-3课件