气体的等容变化和等压变化

j.Co M
第八章第2节气体的等容变化和等压变化
课前预习学案
一、预习目标
预习本节内容，初步掌握查理定律和盖??吕萨克定律的内容、数学表达式；理解p-t图象的物理意义；。
二、预习内容
（一）、气体的等容变化
1、在国际单位制中，用热力学温标表示的温度，叫做 温度。用符号 表示，它的单位是 ，简称 ，符号是 。 热力学温度与摄氏温度的数量关系是：T= t+ 。
2、查理定律的内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强P与热力学温度T成 比。
3、气体在体积不变的情况下，发生的状态变化过程叫做 过程。表示该过程的P—T图象称为 。一定质量的气体的等容线是 线。
一定质量的某种气体在不同体积下的几条等容线如
图8—12所示，其体积的大小关系是 。
（二）、气体的等压变化
1、盖??吕萨克定律内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成 比。
2、公式： 、 、 。
3、气体在压强不变的情况下发生的状态变化的过程，
叫做 过程，表示变化过程的V—T图象称为 。
一定质量的某种气体的等压线是 线。图8—13
中是一定质量的某种气体在不同压强下的几条等压线，其压强的大小关系是 。
三、提出疑惑
同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
疑惑点疑惑内容

课内探究学案
一、学习目标
1、掌握查理定律及其应用，理解P—T图象的意义
2、掌握盖??吕萨克定律及其应用，理解V—T图象的意义
学习重难点：
1．查理定律和盖??吕萨克定律的内容、数学表达式、图象及适用条件是重点。
2．气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄氏温度成正比；气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强，这些内容易混淆。
二、学习过程
1、法国科学家查理在分析了实验事实后发现，一定质量的气体在体积不变时，各种气体的压强与温度之间都有线性关系， 从图8—11甲可以看出，在等容过程中，压强P与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的 关系。但是，如果把图8—11甲直线AB延长至与横轴相交，把交点当做坐标原点。建立新的坐标系（如图8—11乙所示），那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了。图乙坐标原点的意义为 。可以证明，当气体的压强不太大，温度不太低时，坐标原点代表的温度就是 。

2．一定质量的气体在等容变化过程中，压强随温度变化的实验研究
??（1）实验装置——查理定律演示器
??请学生观察实物。
??请学生结合实物演示，弄明白如下问题：
??①研究对象在哪儿？
??② 当A管向上运动时，B管中的水银面怎样变化？
??③ 当A管向下运动时，B管中的水银面怎样变化？
??④怎样保证瓶中气体的体积不变？
??⑤瓶中气体的压强怎样表示？（当B管中水银面比A管中水银面低时；当B管中水银面比A管中水银面高时）
??（2）用气压计测量大气压强
??p0= mmHg
??（注意水银气压计的读数方法。）
??请两位学生读出当时的大气压强值。
??（3）实验条件：一定质量的气体、一定的气体体积
??请学生讨论：怎样保证实验条件？
??（4）实验过程
??① 将烧瓶置于食盐加碎冰溶化的混合物中，烧瓶要完全没入。（请学生估测发生的现象）
??现象：烧瓶中气体体积减小，B管中水银面上升，A管中水银面下降。气体压强减小。
??措施：请学生讨论此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。
??记下此时A、B管中水银面的高度差。
??② 将烧瓶完全置于冰水混合物中。（请学生估测发生的现象）
??现象：烧瓶中气体体积仍小于室温时的标记体积，B管中水银面仍高于A管中水银面，但A、B两管中水银面高度差减少。
??措施：仍请学生回答此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。
??记下此时A、B管中水银面的高度差。
??③ 将烧瓶完全置于30 ℃的温水中。（请学生估测发生的现象）
??现象：B管中水银面低于标记位置，A管中水银面高于标记位置。
??措施：请学生讨论应怎样移动A管，才能使B管中的水银面恢复到初始标记位置。
??记下此时A、B管中水银面的高度差。
??④ 将烧瓶再分别完全置于45℃的温水中，60℃、75℃的热水中，重复上述过程。
??（5）实验数据表格

实验次数123456
气体温度(℃)－20030456075
气体压强mmHg

??p0= mmHg 室温 ℃
??请学生计算：
??（1）以0℃气体压强为参照，气体温度每升高1℃，增加的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
??（2）以0℃气体压强为参照，气体温度每降低1℃，减少的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
??（6）图象（以实际实验数据为准，此处仅为示意图）
??
??由此图象，可写出如下方程：
??p=p0+kt
??其中k为斜率
???精确的实验指出t外推=-273℃
3．实验结论——查理定律：
4.讨论预习学案中的内容。
5.完成课本思考与讨论
[典型例题]
1、图8—15所示，气缸Ａ中封闭有一定质量的气体，活塞B与A的接触是光滑的且不漏气，Ｂ上放一重物Ｃ，Ｂ与Ｃ的总量为Ｇ，大气压为Ｐ0。当气缸内气体温度是20℃时，活塞与气缸底部距离为h1；当气缸内气体温度是100℃时活塞与气缸底部的距离是多少？

2、如图8—16甲所示，是一定质量的气体由状态Ａ经过状态Ｂ变为状态Ｃ的Ｖ—Ｔ图象。已知气体在状态Ａ时的压强是１.５×１０５Ｐａ
（１）说出从Ａ到Ｂ过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中ＴＡ的温度值。
（２）请在图乙坐标系中，作出由状态Ａ经过状态Ｂ变为状态Ｃ的Ｐ—Ｔ图象，并在图线相应位置上标出字母Ａ、Ｂ、Ｃ。如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程。

三、课堂小结
整理总结：

四、当堂检测
1、如图8—17所示，竖直放置，粗细均匀，两端封闭的玻璃管中有一段水银，将空气隔成A、B两部分，若使管内两部分气体的温度同时升高相同的温度，则管内的水银柱将向哪个方向移动？

2、一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度由00C升高到100C时，其压强的增量为△P1，当它由1000C升高到1100C时，其压强的增量为△P2，则△P1与△P2之比是
。
3、设大气压强保持不变，当室温由60C升高到270C时，室内的空气将减少 %。
4、使一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序变化，图线BC是一段以纵、横轴为渐近线的双曲线。
（1）已知气体在状态A的温度TA=300K，求气体在状态B、C、D的温度各是多少？
（2）将上述状态变化过程在图8—18乙中画出，图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化的方向，说明每段图线各表示什么过程？

课后练习与提高
1、下面图中描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是（ ）
2、一个密闭的钢管内装有空气，在温度为200C时，压强为1atm，若温度上升到800C，管内空气的压强为（ ）
A、4atm B、1atm/4 C、1.2atm D、5atm/6
3、一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了1/2，若气体原来温度为270C，则温度的变化是（ ）
A、升高450K B、升高了1500C C、升高了40.50C D、升高了4500C
4、如图8—19所示，是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V—T图象，由图象可知（ ）
A、PA＞PB
B、PC＜PB
C、PA＞PC
D、PC＞PB
5、如图8—20所示，是一定质量的气体从状态A经B到状态C的P—T图象，由图象可知（ ）
A、VA＝VB B、VB＝VC C、VB＜VC D、VA＞VC
6、一定质量的气体在体积不变时，下列有关气体的状态变化说法正确的是（ ）
A、温度每升高10C，压强的增加是原来压强的1/273
B、温度每升高10C，压强的增加是00C时压强的1/273
C、气体压强和热力学温度成正比
D、气体压强与摄氏温度成正比

7、在密闭容器中，当气体的温度升高1K时，气体的压强比原来增加了0.4%，则容器中气体原来的温度为
8、体积V=100cm3的空球带有一根有刻度的均匀长管，管上共有
N=101个刻度（长管与球连接处为第一个刻度，向上顺序排列）
相邻两刻度间管的容积为0.2cm3，管中有水银滴将球内空气与
大气隔开，如图8—21所示。当温度t=50C时，水银液滴在刻度
N=21的地方，若外界大气压不变，用这个装置测量温度的范围
是 。

参考答案
[典型例题]
1、1.3h1 2、（1）200K （2）略
[当堂达标]
1、由A向B 2、1∶1 3、7 4、（1）TB=TC =600K TD=300K （2）图略 AB等压膨胀 BC等温膨胀 CD等压压缩
[课后练习]
1、C、D 2、C 3、B 4、D 5、B 6、B、C 7、250K 8、－6.3℃到47.8℃


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