8.2氣體的等容變化和等壓變化 教案(人教版選修3-3)

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1、第2節(jié)氣體的等容變化和等壓變化目標(biāo)導(dǎo)航1、知道什么是等容變化,什么是等壓變化。2、掌握查理定律,蓋·呂薩克定律的內(nèi)容和公式表達(dá)。3、理解p-T圖上等容變化的圖線及物理意義。4、理解V-T圖上等壓變化的圖線及物理意義。5、會(huì)用查理定律、蓋·呂薩克定律解決有關(guān)問題。誘思導(dǎo)學(xué)1、概念:(1)等容變化:氣體在體積不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化叫等容變化。(2)等壓變化:氣體在壓強(qiáng)不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化叫等壓變化。2、查理定律:(1)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)與熱力學(xué)溫度成正比。(2)公式:=C或=點(diǎn)撥:①查理定律是實(shí)驗(yàn)定律,由法國(guó)科學(xué)家查理發(fā)現(xiàn)②成立條件:氣體質(zhì)

2、量一定,體積不變③一定質(zhì)量的氣體在等容變化時(shí),升高(或降低)相同的溫度增加(或減?。┑膲簭?qiáng)是相同的,即=④解題時(shí),壓強(qiáng)的單位要統(tǒng)一⑤C與氣體的種類、質(zhì)量和體積有關(guān)3、蓋·呂薩克定律:(1)內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強(qiáng)不變的情況下,體積與熱力學(xué)溫度成正比。(2)公式:=或=C點(diǎn)撥:①蓋·呂薩克定律是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的②成立條件:氣體質(zhì)量一定,壓強(qiáng)不變③一定質(zhì)量的氣體在等壓變化時(shí),升高(或降低)相同的溫度增加(或減?。┑捏w積是相同的④C與氣體的種類、質(zhì)量和壓強(qiáng)有關(guān)4、等容線:(1)等容線:一定質(zhì)量的氣體在等容變化過程中,壓強(qiáng)P與熱力學(xué)溫度T成正比關(guān)系,在p—T直角坐標(biāo)系中的圖象叫等

3、容線(2)一定質(zhì)量的氣體的p—T圖線其延長(zhǎng)線過原點(diǎn),斜率反映體積的大小點(diǎn)撥:等容線的物理意義:①圖象上每一點(diǎn)表示氣體一個(gè)確定的狀態(tài)。同一等容線上,各氣體的體積相同②不同體積下的等溫線,斜率越大,體積越小(見圖8.2—1)5、等壓線:(1)定義:一定質(zhì)量的氣體在等壓變化過程中,體積V與熱力學(xué)溫度T成正比關(guān)系,在V—T直角坐標(biāo)系中的圖象叫等壓線(2)一定質(zhì)量的氣體的V—T圖線其延長(zhǎng)線過原點(diǎn)點(diǎn)撥:等壓線的物理意義:①圖象上每一點(diǎn)表示氣體一個(gè)確定的狀態(tài)。同一等壓線上,各氣體的壓強(qiáng)相同②不同壓強(qiáng)下的等壓線,斜率越大,壓強(qiáng)越?。ㄒ妶D8.2—2)[探究]1、查理定律的另一種表達(dá)式;設(shè)溫度為0

4、℃時(shí),一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)為p0,此時(shí)T=273K;當(dāng)溫度為t℃時(shí),氣體壓強(qiáng)為p,則有p0/273=p/(273+t)即p=p0(1+t/273)同樣對(duì)蓋·呂薩克定律:V=V0(1+t/273)典型探究例1.一定質(zhì)量的氣體在0℃時(shí)壓強(qiáng)為p0,在27℃時(shí)壓強(qiáng)為p,則當(dāng)氣體從27℃升高到28℃時(shí),增加的壓強(qiáng)為A.1/273p0B.1/273pC.1/300p0D.1/300p【解析】本題只要靈活應(yīng)用查理定律的各種表達(dá)式即可求得。根據(jù)p/T=C可得pt=p0(1+t/273),所以p=p0(1+27/273),p′=p0(1+28/273),∴△p=p′-p=1/273p0根據(jù)p1/T

5、1=p2/T2得p1/(273+27)=p′/(273+28)從而p′=301/300p∴△p=p′-p=1/300p故正確答案為A、D例2、如圖8.2—3所示,兩端封閉的粗細(xì)均勻的、豎直放置的玻璃管內(nèi)有一長(zhǎng)為h的水銀柱,將管內(nèi)氣體分為兩部分,已知l2=2l1,開始兩部分氣體溫度相同,若使兩部分氣體同時(shí)升高相同的溫度,管內(nèi)水銀柱將如何運(yùn)動(dòng)?【解析】判斷兩容器間液柱移動(dòng)方向常用“假設(shè)法”先假設(shè)水銀柱不移動(dòng),即假設(shè)兩端空氣柱體積不變,用查理定律分別對(duì)上、下兩部分氣體列式,求得兩氣柱升高溫度前后壓強(qiáng)的增量△p1和△p2.若△p1=△p2,則水銀柱不移動(dòng);若△p1<△p2,則水銀住下移

6、,若△p1>△p2,則水銀住上移由△p1=p1,△p2=p2,以及p1>p2可得△p1>△p2,所以水銀柱上移。例3.容積為2L的燒瓶,在壓強(qiáng)為1.0×105Pa時(shí),用塞子塞住,此時(shí)溫度為27℃,當(dāng)把它加熱到127℃時(shí),塞子被打開了,稍過一會(huì)兒,重新把蓋子塞好,停止加熱并使它逐漸降溫到27℃,求:(1)塞子打開前的最大壓強(qiáng)(2)27℃時(shí)剩余空氣的壓強(qiáng)【解析】塞子打開前,瓶?jī)?nèi)氣體的狀態(tài)變化為等容變化。塞子打開后,瓶?jī)?nèi)有部分氣體會(huì)逸出,此后應(yīng)選擇瓶中剩余氣體為研究對(duì)象,再利用查理定律求解。(1)塞子打開前:選瓶中氣體為研究對(duì)象,初態(tài):p1=1.0×105Pa,T1=273+27=3

7、00K末態(tài):p2=?,T2=273+127=400K由查理定律可得:p2=T2/T1×p1=400/300×1.0×105Pa≈1.33×105Pa(3)塞子塞緊后,選瓶中剩余氣體為研究對(duì)象。初態(tài):p1′=1.0×105Pa,T1′=400K末態(tài):p2′=?T2′=300K由查理定律可得:p2′=T2′/T1′×p1′=300/400×1.0×105≈0.75×105Pa例4.一定質(zhì)量的理想氣體的P—t圖象,如圖8.2—4所示,在狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中,體積:A.一定不變B.一定減小C.一定

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