2018物理(人教版选修3-3)课件：第8章 第2节 气体的等容变化和等压变化

假设水银柱不动，两部分气体都为等容变化，分别对两部 分气体应用查理定律： T2′ p2 T2 上段： ＝ ，所以 p2′＝ p2 T p2′ T2′ 2 T2′ ΔT2 Δp2＝p2′－p2＝( －1)p2＝ p T2 T2 2 ΔT1 同理下段：Δp1＝ p T1 1 又因为 ΔT2＝ΔT1，T1＝T2，p1＝p2＋h＞p2， 所以 Δp1＞Δp2，即水银柱上移．
• 2．图象法 • 在同一pT坐标系中画出两段气柱的等容线， 如图所示，在温度相同时p1＞p2，上段气柱等 容线的斜率较大，当两气柱升高相同的温度 ΔT时，其压强的增量Δp1＞Δp2，水银柱上移 ．
• 3．极限法 • 由于p2较小，设想p2＝0，上部为真空，升温 时p1增大，水银柱上移．
一、气体的等容变化
•
要熟练掌握并灵活应用查理定律 的各种表达形式．查理定律的另一种表述便 是：一定质量的气体，在体积不变的情况下 ，温度每升高(降低)1 ℃，增加(减小)的压强 等于气体在0 ℃时压强的1/273.
• 1.一定质量的气体，在体积不变的情况下，温 度由0 ℃升高到10℃时，其压强的增量为Δp1 ，当它由100 ℃升高到110 ℃时，其压强的增 量为Δp2，则Δp1与Δp2之比是______ .
• 二、气体的等压变化 • 1．等压变化：一定质量的某种气体，在压强 体积 热力学温度 不变的情况下， __________随 _______________的变化．
2．盖—吕萨克定律 (1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其
正比 体积 V 与热力学温度 T 成__________. V1 V2 V ＝ ＝C(恒量) T T T2 (2)表达式：____________或____________. 1
第八章 气体
第二节 气体的等容变化和等压变化
1．知道什么是等容变化，知道查理定律的内容和公式． 2．了解等容变化的 pT 图线及其物理意义． 3． 知道什么是等压过程， 知道盖—吕萨克定律的内容和公 式． 4．了解等压变化的 VT 图线及其物理意义．
• 一、气体的等容变化 压强 • 1．等容变化：一定质量的某种气体在体积不 温度 变时， _____随______的变化．
• 水银柱原来处于平衡状态，所受合外力为零 ，即此时两部分气体的压强差Δp＝p1－p2＝h ，温度升高后，两部分气体的压强都增大， 若Δp1＞Δp2，水银柱所受合外力方向向上， 应向上移动；若Δp1＜Δp2，水银柱向下移动 ；若Δp1＝Δp2，水银柱不动．所以判断水银 柱怎样移动，就是分析其合力方向怎样，即 判断两部分气体的压强哪一个增大得多．
一定质量的气体在 0℃时压强为 p0， 在 27℃时压强为 p，则当气体从 27℃升高到 28℃时，增加的压强为 p0 A. 273 p0 C. 300 p B． 273 p D． 300
t p p0 pt 解析：根据T＝C 可得 ＝ ，则 pt＝p01＋273，所 273 273＋t
成立条 气体的质量一定，体 气体的质量一定，压 件 积不变 强不变
定律
查理定律
盖—吕萨克定律
图线表 达
应用
直线的斜率越大，体 直线的斜率越大，压 积越小，如上图中 强越小，如上图中 V2<V1 p2<p1
• 二、应用查理定律和盖—吕萨克定律解题的 步骤 • 1．明确研究对象，即研究哪部分气体． • 2．分析被研究气体在状态变化时是否符合定 律的条件，是否是质量和体积保持不变或是 否质量和压强保持不变． • 3．确定初、末两状态的温度、压强或温度、 体积． • 4．按查理定律(或盖—吕萨克定律)列式求解
p1 p2 Δp p0 解析：根据 ＝ 可得一定质量的气体满足 ＝ ＝C， T1 T2 ΔT T0 10p0 则温度由 0 ℃升高到 10 ℃时，Δp0＝ ；由 100 ℃升高到 110 273 10p0 ℃时，Δp2＝ .所以两者相等． 273
以
27 28 p＝p01＋273，p′＝p01＋273.
p0 所以 Δp＝p′－p＝ . 273 p′ p1 p2 p1 301 p 根据 ＝ 得 ＝ 从而 p′＝ T1 T2 273＋27 273＋28 300 p 所以 Δp＝p′－p＝ . 300
粗细均匀竖直放置的 玻璃管内，有一长为h的水银柱，将管内气体 分为两部分．已知l2＝2l1，若使两部分气体同 时升高相同的温度，管内水银柱将如何移动 ？(设原来温度相同) • 下面通过几种常用方法对此问题加以分析：
• 1．假设法 • 应用假设法分析液柱移动问题的基本思 路是：当气体的状态参量发生变化而使 液体可能发生移动时，先假设其中一个 参量(一般设为体积)不变(即假设水银柱 不移动)；以此为前提，再运用相关的 气体定律(如查理定律)进行分析讨论， 看讨论结果是否与假设相符．若相符， 则原假设成立；若讨论结果与假设相矛 盾，说明原假设不成立，从而也就推出 了正确的结论．分析的关键在于合理选
原点 (3)图象： 等压线在 VT 图象中是过__________ 的倾斜直线，
－273.15℃ 在 Vt 图象中不过原点，但延长线交 t 轴于________________.
• 一、查理定律与盖—吕萨克定律的比较
定律 表达式 查理定律 p1 p2 ＝ ＝恒量 T1 T2 盖—吕萨克定律 V1 V2 ＝ ＝恒量 T1 T2
2．查理定律 (1)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____________. p1 p2 p ＝ ＝C(恒量) T T2 T 1 (2)表达式：_________________或_____________.
原点 的倾斜直线， (3)图象：等容线在 pT 图象中是过_______ －273.15℃ 在 pt 图象中是不过原点，但延长线交 t 轴于____________. 正比