高二物理呂薩克定律

1、23查理定律和蓋呂薩克定律查理定律和蓋呂薩克定律課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解查理定律和蓋一呂薩克定律及其理解查理定律和蓋一呂薩克定律及其微觀解釋，并學(xué)會(huì)解決相關(guān)實(shí)際問題微觀解釋，并學(xué)會(huì)解決相關(guān)實(shí)際問題2理解理解pT圖上等容變化的圖線及其物理意義，圖上等容變化的圖線及其物理意義，知道知道pT圖上不同體積的等容線圖上不同體積的等容線3. 理解理解VT圖上等壓線變化的圖線及其物理意義，圖上等壓線變化的圖線及其物理意義，知道知道VT圖上不同壓強(qiáng)的等壓線圖上不同壓強(qiáng)的等壓線重點(diǎn)難點(diǎn)：查理定律和蓋呂薩克定律的應(yīng)用；等重點(diǎn)難點(diǎn)：查理定律和蓋呂薩克定律的應(yīng)用；等容線、等壓線的理解應(yīng)用容線、等壓

2、線的理解應(yīng)用核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練2.3查查理理定定律律和和蓋蓋呂呂薩薩克克定定律律課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、探究等容過程的規(guī)律一、探究等容過程的規(guī)律查理定律查理定律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)況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度與熱力學(xué)溫度T成成_比比2公式：設(shè)一定質(zhì)量的某種氣體，由壓強(qiáng)公式：設(shè)一定質(zhì)量的某種氣體，由壓強(qiáng)p1、溫、溫度度T1的某一狀態(tài)，保持體積不變的情況下變化到壓的某一狀態(tài)，保持體積不變的情況下變化到壓強(qiáng)強(qiáng)p2、溫度、溫度T2的另一狀態(tài)，的另一狀態(tài)，

3、則有則有_或者或者_(dá).正正3氣體在體積不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化過氣體在體積不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化過程程,叫做等容過程表示該過程的叫做等容過程表示該過程的pT圖像稱為圖像稱為_一定質(zhì)量的氣體的等容線是一定質(zhì)量的氣體的等容線是_一定質(zhì)量的某種氣體在不同體積下一定質(zhì)量的某種氣體在不同體積下的幾條等容線如圖的幾條等容線如圖231所示，其體積的大小所示，其體積的大小關(guān)系是關(guān)系是_. 圖圖231等容線等容線過原點(diǎn)過原點(diǎn)的直線的直線V3V2V4微觀解釋：一定質(zhì)量的氣體保持微觀解釋：一定質(zhì)量的氣體保持_不變時(shí)，不變時(shí)，分子的密度也保持不變溫度升高后，分子的分子的密度也保持不變溫度升高后，分子的_增加，根

4、據(jù)壓強(qiáng)產(chǎn)生的微觀機(jī)理可知，氣增加，根據(jù)壓強(qiáng)產(chǎn)生的微觀機(jī)理可知，氣體的壓強(qiáng)就會(huì)增大體的壓強(qiáng)就會(huì)增大二、探究等壓過程的規(guī)律二、探究等壓過程的規(guī)律蓋呂薩克定律蓋呂薩克定律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，體積下，體積V與熱力學(xué)溫度與熱力學(xué)溫度T成成_比比體積體積平均動(dòng)能平均動(dòng)能正正3氣體在壓強(qiáng)不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化過程氣體在壓強(qiáng)不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化過程,叫做等壓過程表示該變化過程的叫做等壓過程表示該變化過程的VT圖像稱為圖像稱為_一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線是一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線是_如圖如圖232所示所示壓強(qiáng)不變時(shí)體積與溫度的關(guān)系

5、壓強(qiáng)不變時(shí)體積與溫度的關(guān)系圖圖232等壓線等壓線過原點(diǎn)的直線過原點(diǎn)的直線4微觀解釋：一定質(zhì)量的氣體溫度微觀解釋：一定質(zhì)量的氣體溫度_時(shí)，分時(shí)，分子的平均動(dòng)能增加，為了保持其子的平均動(dòng)能增加，為了保持其_不變，必須不變，必須相應(yīng)地增大氣體的相應(yīng)地增大氣體的_，使分子的密度，使分子的密度_升高升高壓強(qiáng)壓強(qiáng)體積體積減小減小思考感悟思考感悟如圖如圖233所示，一種測溫裝置，所示，一種測溫裝置，玻璃泡玻璃泡A封有一定質(zhì)量的空氣，與封有一定質(zhì)量的空氣，與A相連的相連的B管插在水銀槽中，管內(nèi)外液管插在水銀槽中，管內(nèi)外液面高度差面高度差h與溫度成線性函數(shù)關(guān)系，與溫度成線性函數(shù)關(guān)系，然后，在細(xì)管上標(biāo)上刻度就得到

6、了然后，在細(xì)管上標(biāo)上刻度就得到了一個(gè)溫度計(jì)一個(gè)溫度計(jì)(B管中的氣體體積與管中的氣體體積與A泡的體積相比可忽略泡的體積相比可忽略)你知道其中的你知道其中的道理嗎？道理嗎？圖圖233提示：提示：對一定質(zhì)量的氣體對一定質(zhì)量的氣體,在體積不變的情況下，在體積不變的情況下，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體的壓強(qiáng)會(huì)增大，當(dāng)溫度降低當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體的壓強(qiáng)會(huì)增大，當(dāng)溫度降低時(shí)，壓強(qiáng)會(huì)減小，在這個(gè)溫度計(jì)里，由于時(shí)，壓強(qiáng)會(huì)減小，在這個(gè)溫度計(jì)里，由于“B管中管中的體積與的體積與A泡中的體積相比可忽略泡中的體積相比可忽略”，因此認(rèn)為氣，因此認(rèn)為氣體的體積不變?nèi)缓?，利用溫度與壓強(qiáng)的函數(shù)關(guān)體的體積不變?nèi)缓螅脺囟扰c壓強(qiáng)的函數(shù)關(guān)系，

7、就可讀出溫度了系，就可讀出溫度了核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破2等容過程的等容過程的pT圖像和圖像和pt圖像：圖像：(1)pT圖像：一定質(zhì)量的某種氣體圖像：一定質(zhì)量的某種氣體,在等容過程中，在等容過程中，氣體的壓強(qiáng)氣體的壓強(qiáng)p和熱力學(xué)溫度和熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖線是過原點(diǎn)的的關(guān)系圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線，如圖傾斜直線，如圖234甲所示，且甲所示，且V1V2，即體積，即體積越大，斜率越小越大，斜率越小. 圖圖234(2)pt圖像：一定質(zhì)量的某種氣體圖像：一定質(zhì)量的某種氣體,在等容過程中，在等容過程中，壓強(qiáng)壓強(qiáng)p與攝氏溫度與攝氏溫度t是一次函數(shù)關(guān)系，不是簡單的正是一次函數(shù)關(guān)系，不是簡單的正比例關(guān)系，如圖比例

8、關(guān)系，如圖234乙所示，等容線是一條延乙所示，等容線是一條延長線通過橫軸長線通過橫軸273.15 的點(diǎn)的傾斜直線，且斜率的點(diǎn)的傾斜直線，且斜率越大，體積越小圖像縱軸的截距越大，體積越小圖像縱軸的截距p0是氣體在是氣體在0 時(shí)的壓強(qiáng)時(shí)的壓強(qiáng)注意：注意：(1)通過對一定質(zhì)量某種氣體等容變化的通過對一定質(zhì)量某種氣體等容變化的pt線線“外推外推”所得到氣體壓強(qiáng)為零時(shí)對應(yīng)的溫度所得到氣體壓強(qiáng)為零時(shí)對應(yīng)的溫度(273.15 )稱為熱力學(xué)溫標(biāo)的零度稱為熱力學(xué)溫標(biāo)的零度(0 K)這種獲得這種獲得熱力學(xué)溫度的方法稱為熱力學(xué)溫度的方法稱為“外推法外推法” .“外推法外推法”是科是科學(xué)研究的一種方法，學(xué)研究的一種方

9、法，“外推外推”并不表示定律適用范并不表示定律適用范圍的擴(kuò)展圍的擴(kuò)展(2)等容線在等容線在pT圖像中是一條經(jīng)過原點(diǎn)的直線，而圖像中是一條經(jīng)過原點(diǎn)的直線，而在在pt圖像中不過原點(diǎn)，其延長線與橫軸的交點(diǎn)為圖像中不過原點(diǎn)，其延長線與橫軸的交點(diǎn)為273.15 .即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1對于一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)增大對于一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)增大到原來的二倍，則氣體溫度的變化情況是到原來的二倍，則氣體溫度的變化情況是()A氣體的攝氏溫度升高到原來的二倍氣體的攝氏溫度升高到原來的二倍B氣體的熱力學(xué)溫度升高到原來的二倍氣體的熱力學(xué)溫度升高到原來的二

10、倍C氣體的攝氏溫度降為原來的一半氣體的攝氏溫度降為原來的一半D氣體的熱力學(xué)溫度降為原來的一半氣體的熱力學(xué)溫度降為原來的一半解析：解析：選選B.由查理定律可知，對一定質(zhì)量的氣體，由查理定律可知，對一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)和熱力學(xué)溫度成正比在體積不變的情況下，壓強(qiáng)和熱力學(xué)溫度成正比2等壓過程的等壓過程的VT圖像和圖像和Vt圖像圖像(1)VT圖像：一定質(zhì)量的某種氣體圖像：一定質(zhì)量的某種氣體,在等壓過程中，在等壓過程中，氣體的體積氣體的體積V與熱力學(xué)溫度與熱力學(xué)溫度T的圖線是過原點(diǎn)的傾斜的圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線，如圖直線，如圖235甲所示甲所示,且且p1p2，即壓強(qiáng)越大，即壓強(qiáng)越大，斜

11、率越小斜率越小圖圖235(2)Vt圖像：一定質(zhì)量的某種氣體圖像：一定質(zhì)量的某種氣體,在等壓過程中，在等壓過程中，體積體積V與攝氏溫度與攝氏溫度t是一次線性函數(shù)關(guān)系，不是簡單是一次線性函數(shù)關(guān)系，不是簡單的正比例關(guān)系，如圖的正比例關(guān)系，如圖235乙所示，圖像縱軸的截乙所示，圖像縱軸的截距距V0是氣體在是氣體在0 時(shí)的體積，等壓線是一條延長線通時(shí)的體積，等壓線是一條延長線通過橫軸上過橫軸上273.15 的點(diǎn)的傾斜直線的點(diǎn)的傾斜直線,且斜率越大，且斜率越大，壓強(qiáng)越小壓強(qiáng)越小注意：注意：等壓變化中的等壓變化中的VT圖線是過原點(diǎn)的一條直線圖線是過原點(diǎn)的一條直線,而而Vt圖線不過原點(diǎn)，其反向延長線與橫軸的交

12、點(diǎn)圖線不過原點(diǎn)，其反向延長線與橫軸的交點(diǎn)為為273.15 . 用易拉罐盛裝碳酸飲料非常衛(wèi)生和方便，但用易拉罐盛裝碳酸飲料非常衛(wèi)生和方便，但如果劇烈碰撞或嚴(yán)重受熱會(huì)導(dǎo)致爆炸我們通常用如果劇烈碰撞或嚴(yán)重受熱會(huì)導(dǎo)致爆炸我們通常用的可樂易拉罐容積的可樂易拉罐容積V355 mL.假設(shè)在室溫假設(shè)在室溫(17 )罐罐內(nèi)裝有內(nèi)裝有0.9V的飲料，剩余空間充滿的飲料，剩余空間充滿CO2氣體，氣體氣體，氣體壓強(qiáng)為壓強(qiáng)為1 atm.若易拉罐承受的壓強(qiáng)為若易拉罐承受的壓強(qiáng)為1.2 atm，則保，則保存溫度不能超過多少？存溫度不能超過多少？課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練查理定律的應(yīng)用查理定律的應(yīng)用【答案】【答案】75 【方法

13、總結(jié)】【方法總結(jié)】(1)給出的溫度是攝氏溫度，必須給出的溫度是攝氏溫度，必須換算為熱力學(xué)溫度；換算為熱力學(xué)溫度；(2)計(jì)算中壓強(qiáng)的單位只要統(tǒng)計(jì)算中壓強(qiáng)的單位只要統(tǒng)一即可，沒必要用國際單位一即可，沒必要用國際單位 如圖如圖236所示，汽缸所示，汽缸A中封中封閉有一定質(zhì)量的氣體，活塞閉有一定質(zhì)量的氣體，活塞B與與A的接的接觸是光滑且不漏氣的觸是光滑且不漏氣的,B上放一重物上放一重物C，B與與C的總重為的總重為G，大氣壓為，大氣壓為p0.當(dāng)汽缸當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度是內(nèi)氣體溫度是20 時(shí)，活塞與汽缸底時(shí)，活塞與汽缸底部距離為部距離為h1；求當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度是；求當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度是100 時(shí)，活塞與汽缸底部

14、的距離是多時(shí)，活塞與汽缸底部的距離是多少？少？蓋呂薩克定律的應(yīng)用蓋呂薩克定律的應(yīng)用圖圖236【答案答案】1.3h1【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】蓋呂薩克定律的應(yīng)用中，應(yīng)首先蓋呂薩克定律的應(yīng)用中，應(yīng)首先確定研究對象，找準(zhǔn)系統(tǒng)初末狀態(tài)參量，確定不變確定研究對象，找準(zhǔn)系統(tǒng)初末狀態(tài)參量，確定不變量，然后利用公式或分態(tài)式進(jìn)行求解量，然后利用公式或分態(tài)式進(jìn)行求解圖像的分析及應(yīng)用圖像的分析及應(yīng)用 如圖如圖237甲是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)甲是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)變?yōu)闋顟B(tài)C的的VT圖像已知?dú)怏w在狀圖像已知?dú)怏w在狀態(tài)態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)是時(shí)的壓強(qiáng)是1.5105 Pa.圖圖237(1)說出說出AB過程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖像過程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖像提供的信息，計(jì)算圖中提供的信息，計(jì)算圖中TA的溫度值的溫度值(2)請?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中，作出由狀態(tài)請?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中，作出由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)經(jīng)過狀態(tài)B變變?yōu)闋顟B(tài)為狀態(tài)C的的pT圖像圖像,并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母母A、B、C.如果需要計(jì)算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值，如果需要計(jì)算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值，請寫出計(jì)算過程請寫出計(jì)算過程【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】根據(jù)圖像可知根據(jù)圖像可知AB為等壓過程，為等壓過程，BC為等容過程為等容過程,抓住各量的變化是解題的關(guān)鍵抓住各量的變化是解題的