高中物理選修3-3.8.2_氣體的等容變化和等壓變化

1、一、玻意耳定律一、玻意耳定律 1 1、內(nèi)容、內(nèi)容: :一定質(zhì)量某種氣體，在溫度不變的一定質(zhì)量某種氣體，在溫度不變的 情況下，壓強(qiáng)情況下，壓強(qiáng)p p與體積與體積V V成反比。成反比。 2 2、公式：、公式： pVpV=C=C( (常數(shù)常數(shù)) ) 或或p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 23.3.條件條件: : 一定質(zhì)量氣體且溫度不變一定質(zhì)量氣體且溫度不變4 4、適用范圍：、適用范圍：溫度不太低，壓強(qiáng)不太大溫度不太低，壓強(qiáng)不太大復(fù)習(xí)回顧二二. .等溫變化圖象等溫變化圖象1 1、特點(diǎn)、特點(diǎn): :(1)(1)等溫線是雙曲線的一支。等溫線是雙曲線的一支。(2)(2)溫度越高溫度越高, ,其等

2、溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)其等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn). .2 2、圖象意義、圖象意義: :(1)(1)物理意義物理意義: :反映壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系反映壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系( (2 2) )圖像上每點(diǎn)的意義圖像上每點(diǎn)的意義: : 每一組數(shù)據(jù)每一組數(shù)據(jù)-反映某一狀態(tài)反映某一狀態(tài)閱讀課文閱讀課文, ,回答以下問(wèn)題回答以下問(wèn)題: :1 1、什么是氣體的等容變化過(guò)程、什么是氣體的等容變化過(guò)程? 2 2、氣體的等容變化遵循什么規(guī)律、氣體的等容變化遵循什么規(guī)律? 一、氣體的等容變化一、氣體的等容變化1、問(wèn)題的提出：炎熱的夏天，如果將自行車(chē)內(nèi)胎充氣過(guò)足，停車(chē)時(shí)又沒(méi)能放在陰涼處，而是放在陽(yáng)光下曝曬，這樣極易爆裂，知道這是為什么嗎

3、？ 答：答：曝曬過(guò)程中內(nèi)胎容積變化甚微，可認(rèn)為容積不變；當(dāng)溫度升高時(shí)導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)增大而使車(chē)胎爆裂. 2氣體等容變化：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。二、氣體等容變化的規(guī)律氣體質(zhì)量一定，體積不變氣體質(zhì)量一定，體積不變控制變量法?？刂谱兞糠?。 在物理學(xué)中，當(dāng)需要研究三個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，往往采用“控制變量法”保持一個(gè)量不變，研究其它兩個(gè)量之間的關(guān)系，然后綜合起來(lái)得出所要研究的幾個(gè)量之間的關(guān)系。 一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的條一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的條件下，壓強(qiáng)件下，壓強(qiáng)P P與溫度成正比與溫度成正比1 1、實(shí)驗(yàn)條件：、實(shí)驗(yàn)條件：2 2、實(shí)驗(yàn)方法：、實(shí)驗(yàn)方法：3 3

4、、結(jié)論：、結(jié)論： 氣體的等壓變化規(guī)律是由法國(guó)科學(xué)家查理通過(guò)氣體的等壓變化規(guī)律是由法國(guó)科學(xué)家查理通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，我們把它叫做查理定律。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，我們把它叫做查理定律。三、查理定律三、查理定律 一定質(zhì)量的某種氣體，在體積一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)不變的情況下，壓強(qiáng)P P與熱力學(xué)溫度與熱力學(xué)溫度T T成正比成正比. .2211TpTpCTP 也可寫(xiě)成也可寫(xiě)成 或或2 2、數(shù)學(xué)表述：、數(shù)學(xué)表述：（C C是比例常數(shù)）是比例常數(shù)）CTP或或2121TTPp壓強(qiáng)不太大，溫度不太低壓強(qiáng)不太大，溫度不太低注意：注意：P P與熱力學(xué)溫度與熱力學(xué)溫度T T成正比，不與攝氏溫度成正比，成正比，不與

5、攝氏溫度成正比，但壓強(qiáng)的變化但壓強(qiáng)的變化 p p與攝氏溫度與攝氏溫度 t t的變化成正比的變化成正比1 1查理定律：查理定律：3 3、適用條件：、適用條件：例例1 1、一定質(zhì)量的氫氣在、一定質(zhì)量的氫氣在00時(shí)的壓強(qiáng)是時(shí)的壓強(qiáng)是9 910104 4PaPa，保持氫氣的體積不變，它在保持氫氣的體積不變，它在9191時(shí)的壓強(qiáng)是多大？時(shí)的壓強(qiáng)是多大？基本規(guī)律簡(jiǎn)單應(yīng)用基本規(guī)律簡(jiǎn)單應(yīng)用思考思考1 1、冬季，裝有半瓶水的暖水瓶經(jīng)過(guò)一個(gè)夜晚，、冬季，裝有半瓶水的暖水瓶經(jīng)過(guò)一個(gè)夜晚，第二天拔瓶口的軟木塞時(shí)會(huì)覺(jué)得很緊，不易拔出來(lái)，第二天拔瓶口的軟木塞時(shí)會(huì)覺(jué)得很緊，不易拔出來(lái)，這是什么原因？這是什么原因？注意：查理

6、定律中的溫度注意：查理定律中的溫度T T為為開(kāi)氏開(kāi)氏溫標(biāo)，解題時(shí)注溫標(biāo)，解題時(shí)注意單位的統(tǒng)一。意單位的統(tǒng)一。4 4、圖象表述：、圖象表述：1 1、圖像的物理意義：、圖像的物理意義：描述一定質(zhì)量的描述一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)隨溫氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)隨溫度變化的關(guān)系。度變化的關(guān)系。2 2、圖像上點(diǎn)的物理意義：、圖像上點(diǎn)的物理意義：圖像上的每個(gè)點(diǎn)表示氣體的圖像上的每個(gè)點(diǎn)表示氣體的一個(gè)確定狀態(tài)（一個(gè)確定狀態(tài)（T T、P P），同一圖像上的各點(diǎn)描述的氣體），同一圖像上的各點(diǎn)描述的氣體狀態(tài)參量中，氣體的體積相同，因此圖像叫等容線。狀態(tài)參量中，氣體的體積相同，因此圖像叫等容線。注意

7、：注意：1 1、P-TP-T圖像是圖像是正比例正比例函數(shù)函數(shù), ,等容等容線與線與T T軸交點(diǎn)為軸交點(diǎn)為0 0開(kāi)開(kāi). . P-tP-t圖像是圖像是一次一次函函數(shù)，等容線與數(shù)，等容線與t t軸交點(diǎn)為軸交點(diǎn)為-273.15-273.15例例2.如圖，能正確描述一定質(zhì)量的氣體等容變化規(guī)律如圖，能正確描述一定質(zhì)量的氣體等容變化規(guī)律的是（的是（ ）基本規(guī)律簡(jiǎn)單應(yīng)用基本規(guī)律簡(jiǎn)單應(yīng)用習(xí)題習(xí)題1 1對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)增大對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)增大到原來(lái)的兩倍，則氣體溫度的變化情況是到原來(lái)的兩倍，則氣體溫度的變化情況是( () )A A氣體的攝氏溫度升高到原來(lái)的兩倍氣體的攝氏

8、溫度升高到原來(lái)的兩倍B B氣體的熱力學(xué)溫度升高到原來(lái)的兩倍氣體的熱力學(xué)溫度升高到原來(lái)的兩倍C C氣體的攝氏溫度降為原來(lái)的一半氣體的攝氏溫度降為原來(lái)的一半D D氣體的熱力學(xué)溫度降為原來(lái)的一半氣體的熱力學(xué)溫度降為原來(lái)的一半2 2、盛有氧氣的鋼瓶，在、盛有氧氣的鋼瓶，在1717的室內(nèi)測(cè)得氧氣的壓強(qiáng)的室內(nèi)測(cè)得氧氣的壓強(qiáng)是是9.319.3110106 6PaPa。當(dāng)鋼瓶搬到。當(dāng)鋼瓶搬到-13-13的工地上時(shí)，瓶的工地上時(shí)，瓶?jī)?nèi)氧氣的壓強(qiáng)變?yōu)閮?nèi)氧氣的壓強(qiáng)變?yōu)? 8。151510106 6PaPa。鋼瓶是不是漏氣？。鋼瓶是不是漏氣？為什么？為什么？閱讀課文閱讀課文, ,回答以下問(wèn)題回答以下問(wèn)題: :1 1、

9、什么是氣體的等壓變化過(guò)程、什么是氣體的等壓變化過(guò)程? 2 2、氣體的等壓變化遵循什么規(guī)律、氣體的等壓變化遵循什么規(guī)律? 一、氣體的等壓變化CTV CTV 一定質(zhì)量的氣體在壓強(qiáng)不變一定質(zhì)量的氣體在壓強(qiáng)不變時(shí)，體積隨溫度變化叫等壓變化。時(shí)，體積隨溫度變化叫等壓變化。 一定質(zhì)量的某種氣體，在壓一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積強(qiáng)不變的情況下，其體積V V與熱力學(xué)溫度與熱力學(xué)溫度T T成正比。成正比。3 3、數(shù)學(xué)表述：、數(shù)學(xué)表述： 或或 （C C為常數(shù)）為常數(shù)）壓強(qiáng)不太大、溫度不太低壓強(qiáng)不太大、溫度不太低2211TVTV1 1、氣體的等壓變化：、氣體的等壓變化：2 2、蓋、蓋呂薩克定律：呂

10、薩克定律：4 4、適用條件：、適用條件：5、圖像表述1 1、圖像的物理意義：、圖像的物理意義：描述一定質(zhì)量的描述一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積隨溫氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積隨溫度變化的關(guān)系。度變化的關(guān)系。2 2、圖像上點(diǎn)的物理意義：、圖像上點(diǎn)的物理意義：圖像上的每個(gè)點(diǎn)表示氣體圖像上的每個(gè)點(diǎn)表示氣體的一個(gè)確定狀態(tài)（的一個(gè)確定狀態(tài)（V V、T T），同一圖像上的各點(diǎn)描述），同一圖像上的各點(diǎn)描述的氣體狀態(tài)參量中，氣體的壓強(qiáng)相同，因此圖像叫的氣體狀態(tài)參量中，氣體的壓強(qiáng)相同，因此圖像叫等壓線。等壓線。3 3、V-TV-T圖像是圖像是正比例正比例函數(shù)，等容線與函數(shù)，等容線與T T軸交點(diǎn)為軸交

11、點(diǎn)為0 K0 K；V-tV-t圖像是圖像是一次一次函數(shù)，函數(shù)，等容線與等容線與t t軸交點(diǎn)為軸交點(diǎn)為-273.15-273.15。例例1 1: :某種氣體在狀態(tài)時(shí)壓強(qiáng)某種氣體在狀態(tài)時(shí)壓強(qiáng)2 210105 5Pa,Pa,體體積為積為1m1m3,3,溫度為溫度為200K,200K,(1)(1)它在等溫過(guò)程中由狀態(tài)它在等溫過(guò)程中由狀態(tài)A A變?yōu)闋顟B(tài)變?yōu)闋顟B(tài)B,B,狀態(tài)狀態(tài)B B 的體積為的體積為2m2m3 3, ,求狀態(tài)求狀態(tài)B B 的壓強(qiáng)的壓強(qiáng). .(2)(2)隨后隨后, ,又由狀態(tài)又由狀態(tài)B B 在等容過(guò)程中變?yōu)闋顟B(tài)在等容過(guò)程中變?yōu)闋顟B(tài)C ,C ,狀態(tài)狀態(tài)C C 的溫度為的溫度為300K,300

12、K,求狀態(tài)求狀態(tài)C C 的壓強(qiáng)的壓強(qiáng). .基本規(guī)律簡(jiǎn)單應(yīng)用基本規(guī)律簡(jiǎn)單應(yīng)用例2.如圖所示，p表示壓強(qiáng)，V表示體積，T表示熱力學(xué)溫度，t表示攝氏溫度，各圖中正確描述一定質(zhì)量理想氣體等壓變化規(guī)律的是（ ）例3.如圖所示，氣缸中封閉著溫度為100的空氣，一重物用繩索經(jīng)滑輪跟缸中活塞相連接，且處于平衡狀態(tài)，這時(shí)活塞離氣缸底的高度為10 cm，如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?，（1）重物是上升還是下降？（2）這時(shí)重物將從原地移動(dòng)多少cm?基本規(guī)律簡(jiǎn)單應(yīng)用基本規(guī)律簡(jiǎn)單應(yīng)用一、圖像斜率意義一、圖像斜率意義一定質(zhì)量的氣體，不同一定質(zhì)量的氣體，不同體積下的圖像體積下的圖像1 1、2 2，等，等容線的容線的斜率反映斜率反映了體

13、積了體積的大小的大小一定質(zhì)量的氣體，不同一定質(zhì)量的氣體，不同壓強(qiáng)下的圖像壓強(qiáng)下的圖像1 1、2 2，等，等容線的容線的斜率反映斜率反映了體積了體積的大小的大小1 1、等容線、等容線2 2、等壓線、等壓線V V2 2V V1 1P P2 2P P1 1如圖：一定質(zhì)量的氣體從初狀態(tài)如圖：一定質(zhì)量的氣體從初狀態(tài)（T T1 1、P P1 1）開(kāi)始，發(fā)生一個(gè)等容變）開(kāi)始，發(fā)生一個(gè)等容變化過(guò)程，其壓強(qiáng)的變化量化過(guò)程，其壓強(qiáng)的變化量PP與溫度與溫度變量變量TT間的關(guān)系：間的關(guān)系：PTTP推論推論1 1：一定質(zhì)量的氣體在等容變化時(shí)，升高一定質(zhì)量的氣體在等容變化時(shí)，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減?。┑膲?/p>

14、強(qiáng)（或降低）相同的溫度，所增加（或減小）的壓強(qiáng)是相同的是相同的二、兩個(gè)推論二、兩個(gè)推論表達(dá)式：表達(dá)式：PPTT二、兩個(gè)推論二、兩個(gè)推論如圖：一定質(zhì)量的氣體從初狀態(tài)（如圖：一定質(zhì)量的氣體從初狀態(tài)（V V、T T）開(kāi)始，發(fā)生一個(gè)等壓變化過(guò)程，）開(kāi)始，發(fā)生一個(gè)等壓變化過(guò)程，其壓強(qiáng)的變化量其壓強(qiáng)的變化量VV與溫度變量與溫度變量TT間間的關(guān)系的關(guān)系VTTV推論推論2 2：一定質(zhì)量的氣體在等壓時(shí)，升高（或降一定質(zhì)量的氣體在等壓時(shí)，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減?。┑捏w積是相同低）相同的溫度，所增加（或減?。┑捏w積是相同的的表達(dá)式：表達(dá)式：例例1.1.一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)，溫度每升高一定質(zhì)量

15、的氣體，在體積不變時(shí)，溫度每升高11，它的壓強(qiáng)增加量它的壓強(qiáng)增加量( )( ) A. A.相同相同 B.B.逐漸增大逐漸增大 C. C.逐漸減小逐漸減小 D.D.成正比例增大成正比例增大例例2、粗細(xì)均勻，兩端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管中，有一段、粗細(xì)均勻，兩端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管中，有一段水銀柱將管中氣體分為水銀柱將管中氣體分為A和和B兩部分，如圖所示兩部分，如圖所示.已知已知兩部分氣體兩部分氣體A和和B的體積關(guān)系是的體積關(guān)系是Vb=3Va,將玻璃管溫度將玻璃管溫度均升高相同溫度的過(guò)程中均升高相同溫度的過(guò)程中,水銀將（水銀將（ ） A.向向A端移動(dòng)端移動(dòng) B.向向B端移動(dòng)端移動(dòng) C.始終不動(dòng)始終不動(dòng) D.以

16、上三種情況都有可能以上三種情況都有可能基本規(guī)律簡(jiǎn)單應(yīng)用基本規(guī)律簡(jiǎn)單應(yīng)用隨堂練習(xí)隨堂練習(xí)練習(xí)練習(xí)1 1、密閉在容積不變的容器中的氣體，當(dāng)溫度降低、密閉在容積不變的容器中的氣體，當(dāng)溫度降低時(shí)：時(shí)：A A、壓強(qiáng)減小，密度減小、壓強(qiáng)減小，密度減小; ; B B、壓強(qiáng)減小，密度增大；、壓強(qiáng)減小，密度增大；C C、壓強(qiáng)不變，密度減??；、壓強(qiáng)不變，密度減小； D D、壓強(qiáng)減小，密度不變、壓強(qiáng)減小，密度不變練習(xí)練習(xí)2 2、下列關(guān)于一定質(zhì)量的氣體的等容變化的說(shuō)法中、下列關(guān)于一定質(zhì)量的氣體的等容變化的說(shuō)法中正確的是：正確的是：A A、氣體壓強(qiáng)的改變量與攝氏溫度成正比；、氣體壓強(qiáng)的改變量與攝氏溫度成正比；B B、氣體的壓強(qiáng)與攝氏溫度成正比；、氣體的壓強(qiáng)與攝氏溫度成正比；C C、氣體壓強(qiáng)的改變量與熱力學(xué)溫度的改變量成正比；、氣體壓強(qiáng)