氣體的等容變化和等壓變化教案

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1、8.2氣體的等容變化和等壓變化[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.掌握查理定律和蓋—呂薩克定律的內(nèi)容、表達(dá)式及適用條件.2.會(huì)用氣體變化規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題.3.理解p－T圖象與V－T圖象的物理意義．1．熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系：T＝t＋273.15_K.2．玻意耳定律：(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成正比．(2)公式：pV＝C或者p1V1＝p2V2.一、查理定律一定質(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成正比．即p＝CT或＝.二、蓋—呂薩克定律一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積V與熱力學(xué)溫度T成正比．即V＝CT或＝.一

2、、氣體的等容變化[問(wèn)題設(shè)計(jì)]打足氣的自行車(chē)在烈日下曝曬，常常會(huì)爆胎，原因是什么？答案　車(chē)胎在烈日下曝曬，胎內(nèi)的氣體溫度升高，氣體的壓強(qiáng)增大，把車(chē)胎脹破．[要點(diǎn)提煉]1．等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)隨溫度的變化叫做等容變化．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)p與熱力學(xué)溫度T成正比(填“正比”或“反比”)．(2)表達(dá)式：p＝CT或＝.(3)適用條件：氣體的質(zhì)量和體積不變．3．等容線(xiàn)：p－T圖象和p－t圖象分別如圖1甲、乙所示．圖14．從上圖可以看出：p－T圖象(或p－t圖象)為一次函數(shù)圖象，由此我們可以得出一個(gè)重要推論

3、：一定質(zhì)量的氣體，從初狀態(tài)(p、T)開(kāi)始發(fā)生等容變化，其壓強(qiáng)的變化量Δp與熱力學(xué)溫度的變化量ΔT之間的關(guān)系為：＝.[延伸思考]　圖1中斜率的不同能夠說(shuō)明什么問(wèn)題？答案　斜率與體積成反比，斜率越大，體積越小．二、氣體的等壓變化[要點(diǎn)提煉]1．等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，體積隨溫度的變化叫做等壓變化．2．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，其體積V與熱力學(xué)溫度T成正比．(2)表達(dá)式：V＝CT或＝.(3)適用條件：氣體的質(zhì)量和壓強(qiáng)不變．3．等壓線(xiàn)：V－T圖象和V－t圖象分別如圖2甲、乙所示．圖24．從上圖可以看出：V－T圖象(或

4、V－t圖象)為一次函數(shù)圖象，由此我們可以得出一個(gè)重要推論：一定質(zhì)量的氣體從初狀態(tài)(V、T)開(kāi)始發(fā)生等壓變化，其體積的變化量ΔV與熱力學(xué)溫度的變化量ΔT之間的關(guān)系為＝.[延伸思考]　圖2中斜率的不同能夠說(shuō)明什么問(wèn)題？答案　斜率與壓強(qiáng)成反比，斜率越大，壓強(qiáng)越小．一、查理定律的應(yīng)用圖3例1　氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖3所示．玻璃測(cè)溫泡A內(nèi)充有氣體，通過(guò)細(xì)玻璃管B和水銀壓強(qiáng)計(jì)相連．開(kāi)始時(shí)A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在O點(diǎn)處，右管D中水銀面高出O點(diǎn)h1＝14cm，后將A放入待測(cè)恒溫槽中，上下移動(dòng)D，使C中水銀面仍在O點(diǎn)處，測(cè)得D中水銀面高出O點(diǎn)h2＝44cm.求恒溫槽的溫度(已知

5、外界大氣壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76cmHg)．解析　設(shè)恒溫槽的溫度為T(mén)2，由題意知T1＝273KA內(nèi)氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律得＝①p1＝p0＋ph1②p2＝p0＋ph2③聯(lián)立①②③式，代入數(shù)據(jù)得T2＝364K(或91℃)．答案　364K(或91℃)二、蓋—呂薩克定律的應(yīng)用例2　一定質(zhì)量的空氣，27℃時(shí)的體積為1.0×10－2m3，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度升高100℃時(shí)體積是多大？解析　一定質(zhì)量的空氣，在等壓變化過(guò)程中，可以運(yùn)用蓋—呂薩克定律進(jìn)行求解．空氣的初、末狀態(tài)參量分別為初狀態(tài)：T1＝(273＋27)K＝300K，V1＝1.0×10－2m3；

6、末狀態(tài)：T2＝(273＋27＋100)K＝400K.由蓋—呂薩克定律＝得，氣體溫度升高100℃時(shí)的體積為V2＝V1＝×1.0×10－2m3≈1.33×10－2m3.答案　1.33×10－2m3三、p－T圖象與V－T圖象的應(yīng)用例3　圖4甲是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)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時(shí)的壓強(qiáng)是1.5×105Pa.　圖4(1)根據(jù)圖象提供的信息，計(jì)算圖中TA的值．(2)請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中，作出由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p－T圖象，并在圖線(xiàn)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(xiě)出計(jì)算過(guò)程．解析　(1)根據(jù)蓋—呂薩克定

7、律可得＝所以TA＝TB＝×300K＝200K.(2)根據(jù)查理定律得＝pC＝pB＝pB＝pB＝×1.5×105Pa＝2.0×105Pa則可畫(huà)出由狀態(tài)A→B→C的p－T圖象如圖所示．答案　(1)200K　(2)見(jiàn)解析圖圖5針對(duì)訓(xùn)練　一定質(zhì)量的氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖5所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程，其中bc的延長(zhǎng)線(xiàn)通過(guò)原點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在(　　)A．a(chǎn)b過(guò)程中不斷增加B．bc過(guò)程中保持不變C．cd過(guò)程中不斷增加D．da過(guò)程中保持不變答案　AB解析　首先，因?yàn)閎c的延長(zhǎng)線(xiàn)通過(guò)原點(diǎn)，所以bc是等容線(xiàn)，即氣體體積在