高中物理人教版（2019）選擇性必修第三冊　23氣體的等壓變化和等容變化-學(xué)案

1、氣體的等壓變化和等容變化【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、知識與技能1知道什么是氣體的等容變化過程；掌握查理定律的內(nèi)容；理解p-T圖象的物理意義；知道查理定律的適用條件。2知道什么是氣體的等壓變化過程；掌握蓋-呂薩克定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式；理解V-T圖象的物理意義。3知道什么是理想氣體，理解理想氣體的狀態(tài)方程。4會用氣體動理論的知識解釋氣體實驗定律。二、過程與方法根據(jù)查理定律和蓋-呂薩克定律的內(nèi)容理解p-T圖象和V-T圖象的物理意義。三、情感、態(tài)度與價值觀1培養(yǎng)運用圖象這種數(shù)學(xué)語言表達(dá)物理規(guī)律的能力。2領(lǐng)悟物理探索的基本思路，培養(yǎng)科學(xué)的價值觀?！緦W(xué)習(xí)重點】1查理定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式及適用條件。2蓋-呂薩克定律

2、的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式及適用條件?！緦W(xué)習(xí)難點】對p-T圖象和V-T圖象的物理意義的理解。【學(xué)習(xí)過程】一、溫故知新玻意耳定律：_。即_或_。二、新知學(xué)習(xí)（一）氣體的等容變化和等壓變化1概念：（1）等容變化：_叫等容變化。（2）等壓變化：_叫等壓變化。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，_。（2）公式：_或_點撥：成立條件：氣體質(zhì)量_，壓強(qiáng)_。一定質(zhì)量的氣體在等壓變化時，升高（或降低）相同的溫度增加（或減?。┑捏w積是相同的。C與氣體的種類、質(zhì)量和壓強(qiáng)有關(guān)。3等壓線：_。思考：斜率反應(yīng)什么？4一定質(zhì)量氣體的等壓線的物理意義圖線上每一個點表示氣體一個確定的_，同一根等壓線上

3、各狀態(tài)的_相同。不同壓強(qiáng)下的等壓線，斜率越大，壓強(qiáng)_，如圖所示。體積與熱力學(xué)溫度成正比可以表示為另外形式：_或_總結(jié)蓋-呂薩克定律：（1）蓋-呂薩克定律是實驗定律，由法國科學(xué)家蓋-呂薩克通過實驗發(fā)現(xiàn)的。（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，壓強(qiáng)不變。（3）氣體的種類、質(zhì)量、壓強(qiáng)有關(guān)。（4）一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等壓變化時，升高（或降低）相同的溫度，增加（或減?。┑捏w積是相同的。（5）解題時前后兩狀態(tài)的體積單位要統(tǒng)一。例題1：如圖所示，兩端開口的彎管，左管插入水銀槽中，右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則（ ACD ）A彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為hB若把彎管向上移動少許，則管內(nèi)氣體體積增大C若把

4、彎管向下移動少許，右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升D若環(huán)境溫度升高，右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升5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，_。（2）公式：_或_。點撥：成立條件：氣體_一定，_不變。一定質(zhì)量的氣體在等容變化時，升高（或降低）相同的溫度增加（或減?。┑膲簭?qiáng)是相同的，即_=_。C與氣體的種類、質(zhì)量和體積有關(guān)。6等容線：_。思考：斜率反應(yīng)什么？7一定質(zhì)量氣體的等容線的物理意義圖線上每一個點表示氣體一個確定的_，同一根等容線上各狀態(tài)的_相同。不同體積下的等容線，斜率越大，體積越_，如圖所示。壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比可以表示為另外形式：_或_總結(jié)查理定律：（1）查理定律是實驗定律，

5、由法國科學(xué)家查理通過實驗發(fā)現(xiàn)的。（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，體積不變。（3）氣體的種類、質(zhì)量、體積有關(guān)。（4）一定質(zhì)量的氣體在等容時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減?。┑膲簭?qiáng)是相同的。（5）解題時前后兩狀態(tài)壓強(qiáng)的單位要統(tǒng)一。例題2：汽車行駛時輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會造成耗油量上升。已知某型號輪胎能在-4090正常工作，為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時的最高胎壓不超過3.5atm，最低胎壓不低于1.6atm，那么，在t20時給該輪胎充氣，充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)比較合適（設(shè)輪胎的體積不變）。對三個定律的總結(jié)：玻意耳定律：pV=C1氣體實驗定律査理定律：p/T=C2蓋-呂薩克

6、定律：V/T=C3強(qiáng)調(diào)：這些定律都是在壓強(qiáng)_、溫度_的條件下總結(jié)出來的。（二）理想氣體1理想氣體：_。2理想氣體的特點（1）理想氣體是不存在的，是_。（2）在溫度_，壓強(qiáng)_時實際氣體都可看成是理想氣體。（3）從微觀上說：分子間以及分子和器壁間，除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。（4）從能量上說：理想氣體的微觀本質(zhì)是忽略了分子力，沒有分子勢能，理想氣體的內(nèi)能只有分子動能。一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅由_決定，與氣體的_無關(guān)。3理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體，由初狀態(tài)變化到末狀態(tài)時，兩個狀態(tài)的狀態(tài)參量之間的關(guān)系為：_當(dāng)溫度T保持不變：_方程具有普

7、遍性當(dāng)體積V保持不變：_當(dāng)壓強(qiáng)p保持不變：_例題3：關(guān)于理想氣體的性質(zhì)，下列說法中正確的是（ ABC ）A理想氣體是一種假想的物理模型，實際并不存在B理想氣體的存在是一種人為規(guī)定，它是一種嚴(yán)格遵守氣體實驗定律的氣體C一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能增大，其溫度一定升高D氦是液化溫度最低的氣體，任何情況下均可視為理想氣體例題4：如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體從A到B經(jīng)歷了一個等溫過程，從B到C經(jīng)歷了一個等容過程，分別用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示氣體在A、B、C三個狀態(tài)的狀態(tài)參量，那么A、C狀態(tài)的狀態(tài)參量間有何關(guān)系呢？例題5：一定質(zhì)量的理想氣體，處于某一狀態(tài)，經(jīng)過下列哪個

8、過程后會回到原來的溫度（ AD ）A先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)B先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積減小，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)C先保持體積不變而增大壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹D先保持體積不變而減小壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹（三）氣體實驗定律的微觀解釋1玻意耳定律的微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變，體積減小時，_增大，單位時間內(nèi)、單位面積上碰撞器壁的分子數(shù)就多，氣體的壓強(qiáng)增大。2蓋-呂薩克定律的微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時，只有氣體的體積同時增大，使_減小，才能保持壓強(qiáng)不變。3查理定律的微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時，_保持不變。在這種情況下，溫度升高時，氣體的壓強(qiáng)增大?！揪毩?xí)鞏固】1一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變，下列過程可以實現(xiàn)的是（ ）A溫度升高，壓強(qiáng)增大B溫度升高，壓強(qiáng)減小C溫度不變，壓強(qiáng)增大D溫度不變，壓強(qiáng)減小答案：A2圖表示0.2mol的某種氣體的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系圖象，圖中p0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，問氣體在B狀態(tài)時的體積多大？答案：5.6L3在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100的空氣，一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接，重物和活塞均處于平衡狀態(tài)，這時活塞離缸底的高度為10cm，如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?，問：重物是上升還是下降？這