气体的等容变化和等压变化
气体的等容变化和等压变化
§课题《气体的等容变化和等压变化》第2节 气体的等容变化和等压变化课前案一、气体的等容变化1．等容变化：一定质量的某种气体在 不变时 随温度的变化规律． 2．查理定律(1)内容： 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 ．(2)表达式： . (3)图象一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比，在p －T 图上等容线为过 ．如图甲．在p －t 图上等容线不过原点，但反向延长交t 轴于 _℃.如图乙．二、气体的等压变化1．等压变化：一定质量的某种气体，在 不变的情况下， 随温度的变化规律． 2．盖—吕萨克定律(1)内容： 的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成 ．(2)表达式：(3)图象：一定质量的气体，在压强不变的条件下，体积与热力学温度成正比，在V －T 图上等压线为 ，如图所示．课中案例1 电灯泡内充有氦氩混合气体，如果要使电灯泡内的混合气体在500 ℃时的压强不超过一个大气压，则在20 ℃的室温下充气，电灯泡内气体压强至多能充到多大？变式1．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的二倍，则气体温度的变化情况是( )A ．气体的摄氏温度升高到原来的二倍B ．气体的热力学温度升高到原来的二倍C ．气体的摄氏温度降为原来的一半D ．气体的热力学温度降为原来的一半变式2．一定质量的某种气体在等容变化过程中，已知0 ℃的压强为p 0，求温度为t ℃时压强为多大？并判断温度每上升1 ℃，压强增加数值有何特点？例2 一容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外界大气相通，原来容器内气体的温度为27 ℃，如果把它加热到127 ℃，从容器中逸出的空气质量是原来质量的多少倍？变式3．一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度由5 ℃升高到10 ℃，体积的增量为ΔV 1；温度由10 ℃升高到15 ℃，体积的增量为ΔV 2，则( ) A ．ΔV 1＝ΔV 2 B ．ΔV 1>ΔV 2 C ．ΔV 1<ΔV 2 D ．无法确定三、假设法在判断液柱(或活塞)的移动问题的应用此类问题的特点是：当气体的状态参量p 、V 、T 都发生变化时，直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难，通常先进行气体状态的假设，然后应用查理定律可以简单地求解．其一般思路为(1)假设液柱或活塞不发生移动，两部分气体均做等容变化．(2)对两部分气体分别应用查理定律的分比形式Δp ＝pT ΔT ，求出每部分气体压强的变化量Δp ，并加以比较． 例3 (2014·临沂统考)如图所示，两端封闭、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，管内水银柱将如何运动？(设原来温度相同)变式4．如图8－2－6所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变大的原因是()A．环境温度升高B．大气压强升高C．沿管壁向右管内加水银D．U形玻璃管自由下落变式5如图所示，四支两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态．如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是()课后案1．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上．其原因是，当火罐内的气体()A．温度不变时，体积减小，压强增大B．体积不变时，温度降低，压强减小C．压强不变时，温度降低，体积减小D．质量不变时，压强增大，体积减小2．在密封容器中装有某种气体，当温度从50 ℃升高到100 ℃时，气体的压强从p1变到p2，则() A.p1p2＝12B．p1p2＝21C.p1p2＝323373D．1＜p1p2＜23．一定质量的气体，在体积不变的条件下，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，所增压强Δp2，则Δp1与Δp2之比是()A．10∶1 B．373∶273C．1∶1 D．383∶2834．一个密闭的钢管内装有空气，在温度为20 ℃时，压强为1 atm，若温度上升到80 ℃，管内空气的压强约为()A．4 atm B．14atmC．1.2 atm D．56atm5．如图所示，某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度，当容器水温是30刻度线时，空气柱长度为30 cm；当水温是90刻度线时，空气柱的长度是36 cm，则该同学测得的绝对零度相当于刻度线()A．－273B．－270C．－268D．－2716．如图所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为5×10－3m2，一定质量的气体被质量为2.0 kg的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为________ Pa(大气压强取1.01×105 Pa，g取10 m/s2)．若从初温27 ℃开始加热气体，使活塞离汽缸底部的高度由0.50 m缓慢地变为0.51 m，则此时气体的温度为________ ℃.7．房间里气温升高3 ℃时，房间内的空气将有1%逸出到房间外，由此可计算出房间内原来的温度是________ ℃.8．如图所示，两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量同温度的空气，空气柱长度H1>H2，水银柱长度h1>h2，今使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是()A．均向下移动，A管移动较多B．均向上移动，A管移动较多C．A管向上移动，B管向下移动D．无法判断9．如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则()A．弯管左管内、外水银面的高度差为hB．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大C．若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升D．若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升10．两个容器A、B，用截面均匀的水平细玻璃管连通，如图所示，A、B所装气体的温度分别为17 ℃和27 ℃，水银柱在管中央平衡，如果两边温度都升高10 ℃，则水银柱将()A．向右移动B．向左移动C．不动D．条件不足，不能确定11．如图所示，一端开口的钢制圆筒，在开口端上面放一活塞．活塞与筒壁间的摩擦及活塞的重力不计，现将其开口端向下，竖直缓慢地放入7 ℃的水中，在筒底与水面相平时，恰好静止在水中，这时筒内气柱长为14 cm，当水温升高到27 ℃时，钢筒露出水面的高度为多少？(筒的厚度不计)12．如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0(p0＝1.0×105Pa为大气压强)，温度为300 K．现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330 K，活塞恰好离开a、b；当温度为360 K时，活塞上升了4 cm.g取10 m/s2求：(1)活塞的质量；(2)物体A的体积．。
气体的等容变化和等压变化
二．气体的等压变化: 一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积随 温度的变化 1.盖.吕萨克定律: 一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体 积V与热力学温度T成正比. 公式:V/T=C C是比例系数 也可以表示为另外的形式 V1/T1=V2/T2 或V1/V2=T1/T2
2.气体等压变化的V-T图象:
解： 因为气体体积不变，故气体为等容变化。
初态：Ｐ１＝ 4× 10 Pa，Ｔ１＝t1+273=27+273=300K。 末态：Ｐ２未知， Ｔ２＝t2+273=37+273=310K。
4
由查理定律可知：
Ｐ１／Ｔ１＝Ｐ２／Ｔ２ 变形可得： Ｐ２＝Ｐ１· （Ｔ２／Ｔ１）＝ 4× 10 ·310/300＝4.13×10 (Pa)
Hale Waihona Puke 4 4答：它的压强为4.13 ×10 Pa。
4
１．封闭在容器中的气体，当温度升高时，下面的 哪个说法是正确的（ C ）（不计容器的膨胀） Ａ．密度和压强均增大；
Ｂ．密度增大，压强减小；
Ｃ．密度不变，压强增大；
Ｄ．密度增大，压强不变。 4 2．一个密闭容器里的气体，在０℃时压强8×10 Pa, 5 给容器加热,气体的压强为1.0×10 Pa时温度升高到 多少摄氏度？
68.25℃
一定质量的气体，压强不变时体积与温度的关系
105Pa
(2)随后，又由状态B(105Pa,2m3,200K)在等容过程中变 为状态C，状态C的温度为300K．求状态C的压强
例：封闭在容积不变的容器内装有一定质量的气体，当它 4 的温度为27℃时，其压强为4×10 Pa，那么，当它的温度 升高到37℃ 时，它的压强为多大？
第二节 气体的等容变化和等压变化
对气体的等容变化和等压变化的理解
对气体的等容变化和等压变化的理解气体是一种物态，具有可压缩性、可扩散性和可流动性等特点。
在物理学中，对气体的研究中，等容变化和等压变化是两种常见的状态变化方式。
本文将对这两种变化进行详细解析，并分析它们之间的异同点。
一、等容变化等容变化指的是气体在容器内体积不变的情况下发生的状态变化。
在等容变化中，气体分子的运动速度和能量发生了改变，但是气体所占据的空间大小保持不变。
这种变化过程通常发生在密闭容器中，如一个气缸或一个瓶子。
在等容变化中，当气体受热时，气体分子的平均动能增加，分子间的距离也增加，从而导致气体的压强增加。
相反，当气体被冷却时，气体分子的平均动能减小，分子间的距离也减小，从而导致气体的压强减小。
这说明在等容变化中，温度和压强是成正比的关系。
等容变化的示意图如下：等容变化图二、等压变化等压变化指的是气体在恒定压强下发生的状态变化。
在等压变化中，气体分子的运动速度和能量发生了改变，同时气体所占据的空间大小也发生了变化。
这种变化过程通常发生在开放容器中，如一个气球或一个气囊。
在等压变化中，当气体受热时，气体分子的平均动能增加，分子间的距离也增加，从而导致气体的体积增大。
相反，当气体被冷却时，气体分子的平均动能减小，分子间的距离也减小，从而导致气体的体积减小。
这说明在等压变化中，温度和体积是成正比的关系。
等压变化的示意图如下：等压变化图三、等容变化和等压变化的异同1. 相同点：等容变化和等压变化都是气体状态变化的方式，都涉及到气体分子的运动和能量改变。
2. 不同点：a. 等容变化发生在容器内，体积不变，而等压变化发生在开放容器中，体积可以改变。
b. 在等容变化中，改变的是气体的压强，而在等压变化中，改变的是气体的体积。
c. 等容变化中温度和压强成正比，而等压变化中温度和体积成正比。
等容变化和等压变化是两种常见的气体状态变化方式。
等容变化发生在容器内，体积不变，改变的是气体的压强；等压变化发生在开放容器中，体积可以改变，改变的是气体的体积。
2.3气体的等压变化和等容变化_1
2.3气体的等压变化和等容变化基础导学要点一、气体的等压变化1．等压变化一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度变化的过程叫作气体的等压变化。
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，其体积V 与热力学温度T 成正比。
(2)公式：V ＝CT 或V 1T 1＝V 2T 2。
(3)适用条件：气体质量一定；气体压强不变。
(4)等压变化的图像：由V ＝CT 可知在V T 坐标系中，等压线是一条通过坐标原点的倾斜的直线。
对于一定质量的气体，不同等压线的斜率不同。
斜率越小，压强越大，如图所示，p 2>(选填“>”或“<”)p 1。
要点二、气体的等容变化1．等容变化一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程。
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 成正比。
(2)公式：p ＝CT 或p 1T 1＝p 2T 2。
(3)等容变化的图像：从图甲可以看出，在等容过程中，压强p 与摄氏温度t 是一次函数关系，不是简单的正比例关系。
但是，如果把图甲中的直线AB 延长至与横轴相交，把交点当作坐标原点，建立新的坐标系(如图乙所示)，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气体压强为0时，其温度为0 K 。
可以证明，新坐标原点对应的温度就是0_K 。
甲 乙(4)适用条件：气体的质量一定，气体的体积不变。
说明：气体做等容变化时，压强p 与热力学温度T 成正比，即p ∝T ，不是与摄氏温度t 成正比，但压强变化量Δp 与热力学温度变化量ΔT 和摄氏温度的变化量Δt 都是成正比的，即Δp ∝ΔT 、Δp ∝Δt 。
要点三、理想气体1．理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。
2．理想气体与实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍的条件下，把实际气体看成理想气体来处理。
8.2 气体的等容变化和等压变化
在现实中通过对大量的“压强不太大（相对标准大 气压），温度不太低（相对于室温）”的各种不同气体 做等容变化的实验数据可以证明“一定质量的气体压在 强不太大，温度不太低时，坐标原点代表的温度就是热 力学温度的零度，这就是热力学温度零点的物理意义。 由此可见：热力学的零点就规定为气体压强为零的温度。 在建立热力学温标之前，人们已经建立了华氏、摄氏 温标，但这些温标都是与测温物质的热学性质有关，当 采用不同的测温物质去测量同一温度时会产生一定差异， 这种差异是不能克服的。而由热力学温标的建立可知： 热力学温度是在摄氏温度的基础上建立起来的，零点的 确定与测温物质无关，因此热力学温标是一种更为简便 科学的理论的温标，它的零度不可能达到。又叫绝对零 度。
例题1、某种气体在状态Ａ时压强2×105Pa,体积为1m3,温 度为200K。(1)它在等温过程中由状态A变为状态B,状态B 的体积为2m3,求状态B 的压强.(2)随后,又由状态B 在等容 过程中变为状态C ,状态C 的温度为300K,求状态C 的压强.
A
B
C
解(1)气体由状态A 变为状态B 的过程遵从玻意耳定律.
4、查理定律的热力学温标描述：——查理定律：
（ 1 ）．查理定律：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成正比。 P （ 2 ）．表达式： P CT 或 C
T P P P P 1 2 = = n C （常数） T1 T2 Tn T
注：这里的C和玻意耳定律表达式中的C都泛指比例常数，它 们并不相等。这里的C与气体的种类、质量和体积有关。
一、气体的等容变化
1、等容变化：一定质量的气体在体积不变时，压强随 温度的变化叫做等容变化。 P A 2 ．查理定律：一定质量的某种气体， B 当体积不变时，各种气体的压强 p 与温度之间都有线性关系，如图所 0 示，我们把它叫做查理定律． t/0C 注：B点纵坐标是0摄氏度的压强，并非大气压。
气体的等容变化和等压变化 课件
Tp11＝Tp22 解得：p2＝Tp11T2＝1.0×130050×250 Pa＝8.3×104 Pa
• 若表盘向内爆裂，则山上气压为
• p＝p2＋Δp＝1.43×105 Pa • 因为山上气压小于山脚下气压，故向内爆裂是不可能的，
(3)ΔpA＝21703p>0，ΔpB＝22903p>0. 因ΔpA<ΔpB，故水银柱向容器A一方移动． (4)ΔpA＝－1T0pA<0，ΔpB＝－1T0pB<0. 因pA>pB(对于图2所示)，故|ΔpA|>|ΔpB|， 所以水银柱向容器A一方(向下)移动．
• 【答案】 (1)向B移动 (2)向A移动 (3)向A移动 (4)向 下(A)移动
• (2)图象法：在同一pT坐标系中画出两段气体的等容线， 如图所示，在温度相同时，p1>p2，得出气柱l1等容线的斜 率较大，当两气体升高相同的温度ΔT时，两边气体其压 强的增加量Δp1>Δp2，水银柱上移．
• (3)极限法：对上部的气体压强进行极限推理，认为p2→0 上部为真空，升温时，p1增大，水银柱上移．
【解析】 (1)由图甲可以看出，A与B连线的延长线过 原点O，所以A→B是等压变化过程，即pB＝pA，
根据盖—吕萨克定律可得VTAA＝VTBB， 得TA＝VVABTB＝00..46×300 K＝200 K.
(2)由图甲可知，由B→C是等容变化过程，根据查理定
律得TpBB＝TpCC，
故pC＝
TC TB
• 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 体积V与热力学温度T成正比．
(2)公式：①V＝CT(C是比例常数) ②VT11＝VT22或VV12＝TT21 式中V1、T1和V2、T2分别表示在1、2两个不同状态下的 体积和温度． (3)适用条件：一定质量的气体，压强不变． (4)在摄氏温标下，盖—吕萨克定律的表述 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，温度每 升高(或降低)1 ℃，增大(或减小)的体积等于它在0 ℃时体积 的2173.数学表达式为：Vt－t V0＝2V703或Vt＝V01＋27t 3
气体的等容变化和等压变化
例2.将质量相同的同种气体A、B分别密封在体积不同 的两个容器中，保持两部分气体体积不变，A、B两部 分气体压强随温度t的变化图线如图所示，下列说法正 确的有( ABD ) A.A部分气体的体积比B部分小 B.A、B直线延长线将相交于t轴 上的同一点 C.A、B气体温度改变量相同时， 压强改变量也相同 D.A、B气体温度改变量相同时， A部分气体压强改变量较大 注意：同质量的气体在不同体积下的等容线中，斜 率大的体积小
P P2 P 1 T1 T2 T
注意：P与热力学温度T成正比，不与摄氏温度成正比，
但压强的变化P 与摄氏温度t的变化成正比．
3、适用条件：压强不太大，温度不太低
4、图象表述：
同一图像上的各点描述的气体状态参量中，气体的体 积相同，因此图像叫等容线。 注意：1、P-T图像是正比例函数,等容线与T轴交点 为0开. P-t图像是一次函数，等容线与t轴交点为273.15℃ 2、图像的斜率与体积的关系 斜率越小体积越大
习题
．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大 到原来的两倍，则气体温度的变化情况是( B ) A．气体的摄氏温度升高到原来的两倍 B．气体的热力学温度升高到原来的两倍 C．气体的摄氏温度降为原来的一半 D．气体的热力学温度降为原来的一半
基本规律简单应用
例.如图所示，气缸中封闭着温度为100℃的空气，一 重物用绳索经滑轮跟缸中活塞相连接，且处于平衡状 态，这时活塞离气缸底的高度为10 cm，如果缸内空 气变为0℃。 ①重物是上升还是下降？ ②这时重物将从原处移动多少厘米? (设活塞与气缸壁间无摩擦)
二、气体等压变化
1、盖·吕萨克定律： 一定质量的某种气体， 在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T 成正比。
气体的等容变化和等压变化(课件)(共56张)
根据理想气体状态方程，当气体的温度发生变化时，气体的压力和体积也会发 生变化。如果气体的压力保持不变，则有PV1=nRT1和PV2=nRT2，其中P、n 、R和T1是已知的，可以求出V2。
等压变化的物理意义
• 等压变化的物理意义：等压变化反映了气体在温度变化时压力 保持不变的情况。在工业生产和科学实验中，等压变化具有广 泛的应用，如气体压缩、气体膨胀、气体传输等。
06
课程总结
本课程重点回顾
等压变化
气体在压力不变的 情况下，体积和温 度之间的关系。
查理定律
气体在等压条件下 ，体积与温度成反 比。
等容变化
气体在体积不变的 情况下，压力和温 度之间的关系。
理想气体定律
理想气体在等温或 等容条件下，压力 与分子数成正比。
盖吕萨克定律
气体在等容条件下 ，压力与温度成正 比。
课程收获与感想
01
深入理解了气体等容变 化和等压变化的基本概 念和原理。
02
掌握了理想气体定律、 查理定律和盖吕萨克定 律的应用。
03
学会了如何分析和解决 实际的气体问题。
04
对气体的性质和变化规 律有了更全面的认识。
下一步学习建议
深入学习气体的其他性质和变 化规律，如热传导、扩散等。
学习气体动力学的基本理论和 应用。
3. 观察并记录温度和体积 的变化。
实验结果分析
等容变化实验结果分析
在等容条件下，随着温度的升高，气体的压力也会升高，这 是因为温度升高使得气体分子运动速度加快，相互碰撞的频 率增加，从而使得压力增大。相反，随着温度的降低，气体 的压力也会降低。
等压变化实验结果分析
在等压条件下，随着温度的升高，气体的体积会增大，这是 因为温度升高使得气体分子之间的平均距离变大，使得气体 的体积增大。相反，随着温度的降低，气体的体积会减小。
【高中物理】气体的等压变化和等容变化 课件 高二物理人教版(2019)选择性必修第三册
(2)若在气温为270 K时，用该气压计测得读数为70 cmHg，则实际气压
为多少cmHg?
解（1）设实际气压为p，取封闭在玻璃管中的气体
为研究对象P1＝(76－70) cmHg＝6 cmHg
V1＝(100－70)S＝30S cm3。由玻意耳定律P1V1＝P2V2
解得p≈73.6 cmHg。
器中溢出的空气质量是原来质量的多少倍呢？
解：以容器内的温度为27℃时的气体为研究对象
初态： V1=V
T1=27+273=300K
末态： V2=？
T2=127+273=400K
V1 V2
T1 T2
根据等压变化
4
代入数据得：V2 3 V
27℃
127℃
m V2 V 1
从容器中溢出的空气质量与原来质量的比值为
2.3气体的等压变化和等容变化
学习目标
1、通过实验知道什么是气体的等圧変化和等容变化
2、通过实验理解并掌握盖吕萨克定律和查理定律的内容、表达
式和使用条件
3、通过阅读课本知道什么是理想气体，理解其特点
4、通过推导理解理想气体的状态方程，并会应用理想气体状态
方程解决实际问题
5、理解P—T图像、V—T图像的物理意义
练习、如图所示，某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面1 m，
因上部混入少量空气，使其读数不准。当气温为300 K，标准气压计读
数为76 cmHg时，该气压计读数为70 cmHg。
(1)在相同气温下，若用该气压计测量气压，测得读数为68 cmHg，则实
际气压应为多少cmHg?
(2)若在气温为270 K时，用该气压计测得读数为70 cmHg，则实际气压
高中物理复习 等容变化和等压变化
(4)适用条件：①气体的质量不变．②气体的体积不变．
直线的斜率越大，体积越小，如图V 2<V 1
直线的斜率越大，压强越小，如图p 2<p 1
查理定律的分比形式Δp ＝p
ΔT 即一定质量气体在体积不变条件下，压强变化量与热力学温度的变化量成正比．图象的比较：
纵坐标
压强p
体积V
(4)适用条件：①气体的 不变．②气体的 不变．
图象的比较：
纵坐标
1．对于一定质量的气体，以下说法正确的是( )
A ．气体做等容变化时，气体的压强和温度成正比
基础达标
2．一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V－T图上表示如图所示，则()
A．在过程AC中，气体的压强不断变小
A．如果把烧瓶浸在热水中，应把A向下移
【答案】AD
【答案】D
8．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止．设活塞与缸壁间无摩擦，可以
能力提升
1．如图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()
T
【答案】B
3．(多选)如右图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空4.
如图所示，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
求重物m下降的高度．
【解析】初末状态，物块静止，分析活塞受力，可知绳中拉力大小相等，气体发生等压变化，由盖－吕萨克。
气体的等容变化和等压变化 课件
(4)如果液柱两端的横截面积不相等，那么应考虑液柱两 端的受力变化(ΔpS)．若Δp均大于零，则液柱向ΔpS较小的一 方移动；若Δp均小于零，则液柱向|ΔpS|值较大的一方移动； 若ΔpS相等，则液柱不移动．
(5)要判断活塞的移动方向，则需要选择好研究对象，进 行受力分析，综合应用查理定律和力学规律进行推理和判断．
气体的等容变化和等压变化
一、气体的等容变化 1．等容变化：一定质量的某种气体在体积不变时，压强 随温度的变化． 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与热力学温度成正比． (2)表达式Tp＝常量或Tp11＝Tp22.
(3)图线：等容线在p－T图象中是过原点的倾斜直线，在p －t图象中是不过原点的倾斜直线，但延长线交t轴于－273.15 ℃.
二、气体的等压变化 1．等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变的情况 下体积随温度的变化． 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， 其体积V与热力学温度T成正比．
(2)表达式VT＝常量或VT11＝VT22. (3)图线：等压线在V－T图象中是过原点的倾斜直线，在 V－t图象中不过原点，但延长线交t轴于－273.15℃.
③把烧瓶放在温度为t3的温水中，调整压强计保持气体体 积不变，记下压强p3＝p＋ph′.
(3)实验结论：一定质量的气体，在体积不变的条件下， 气体的压强随温度升高而增大，随温度降低而减小．
3．摄氏温标下的查理定律 (1)定律：一定质量的气体，在体积不变的条件下，气体 温度每升高(或降低)1 ℃，增加(或减小)的压强等于气体在0 ℃ 时压强的1/273.这条规律叫做查理定律． (2)公式：pt－p0tp0＝2173或pt＝p01＋27t 3. 其中pt定律解题的一般步骤 1．确定研究对象，即被封闭的气体． 2．分析状态变化过程，明确初、末状态，确定气体在状 态变化过程中质量和体积(或压强)不变． 3．分别找出初、末两状态的气体的状态参量． 4．根据实验定律列出方程． 5．分析所求结果是否合理．
气体的等容变化和等压变化
6 .一定质量的气体，压强保持不变，下列过程可以 实现的是（ ）
• A. 温度升高，体积增大 • B.温度升，高体积减小
C. 温度不变，体积增大 D. 温度不变，体积减小
实用文档
• 体积为V＝100cm3的空心球带有一根 有刻度的均匀长管，管上共有N＝101
个刻度，设长管与球连接处为第一个刻 度，以后顺序往上排列，相邻两刻度间 管的体积为0.2cm3，水银液滴将球内
做等压线．
（2）一定质量气体的等压线的V－T图象
，其延长线经过坐标原点，斜率反映压 强大小，如图所示．
实用文档
5．等压线的物理意义 （１）图线上每一个点表示气体一个确 定的状态，同一条等压线上各状态的压 强相同． （２）不同压强下的等压线，斜率越大 ，压强越小（同一温度下，体积大的压
强小）如图所示ｐ2<ｐ1 ．
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则以灯泡内气体为研究对象．由查理定律可得Tp11＝Tp22， 可求得p1＝TT12p2
把T1＝(273＋20)K＝293K，T2＝(273＋500)K＝773K和 p2＝1atm代入得
p1＝279733×1atm＝0.38atm.
实用文档
二、气体的等压变化
1．等压过程：气体在压强不变的情况 下发生的状态变化过程叫做等压过程
空气与大气隔开，如图所示．当温度t ＝5℃时，水银液滴在刻度为N＝21的
地方．那么在此大气压下，能否用它测 量温度？说明理由，若能，求其测量范 围．(不计热膨胀)．
实用文档
• 解析：首先应明确气体做等压变化，符合 盖·吕萨克定律条件，根据该定律及其推论 由体积变化进而求温度的变化．
• 因为管口和大气相通，所以球内气体的体 积随温度的升高而膨胀，气体是等压变化 ，根据盖·吕萨克定律：
气体的等容变化和等压变化状态方程
B→C为等压过程，体积随温度升高而增大．
C→D为等温变化，体积随压强减小而增大．
D→A为等压变化，体积随温度降低而减小．
【练习5】如图所示，为一定质量
的理想气体p－1/V图象，图中BC为
过原点的直线，A、B、C为气体的
三个状态，则下列说法中正确的是
（A）
A．TA>TB＝TC
B．TA>TB>TC
C．TA＝TB>强为p0，当密闭气体 的温度由T1升高到T2时，求： （1）温度为T2时气体的压强； （2）温度为T2时的气体体积． （汽缸的横截面积为S，忽略活塞
与汽缸间的摩擦，温度T1时气体 的体积为V1）
（1）p0+mg/s （2）V1T2/T1
【练习3】一气象探测气球，在充有压强为1.00atm（即
3、表达式
摄氏温度：Vt=V0（1+t/273）→ΔV=V0Δt/273
V0为0℃时的体积
热力学温度: V1 V2 V T1 T2 T
体积的变化ΔV与摄氏温度成正比！
4、图象——等压线
V
V
V0
摄氏温度
热力学温度
5、适用条件：气体质量不变、压强不变；
适用范围：气体温度不太低、压强不太大．
【比较】一定质量的 气体在不同温度下的 等容线。
（1）200 K
【例题2】一定质量气体的状态变化过程
的p－V图线如图所示，其中A是初始态，
B、C是中间状态．A→B为双曲线的一部
分，B→C与纵轴平行，C→A与横轴平
行．如将上述变化过程改用p－T图线和V
－T图线表示，则在下列的各图中正确的
是（
）BD
【例题3】有人设计了一种测温装置，其结构
高中物理——气体的等容变化和等压变化
①图线上每一个点表示气体一个确定的状态， 同一条上各状态的压强相同（等压线）
②不同的等压线，斜率越大，压强 越小
（同一温度下，体积大的压强小）如图的气体发生等压变化时，升高（或降低） 相同的温度，增加（或减小）的体积是 相同 的（相同 或不同）。
VT而不于t，但 V t( T)
表达式
或
3.说明: （1）盖·吕萨克定律是实验定律，由法国科学家盖·吕 萨克通过实验发现的。 （2）适用条件：气体质量一定，压强不变。 （3）解题时前后两状态的体积单位要统一。
（4）在 V/Ｔ=C 中的C与气体的种类、质量、压强有关。
3.说明:
（5）一定质量气体的V －T图象：
是一条倾斜直线，其延长线经过坐标原点
A
B
C
解(1)气体由状态A 变为状态B 的过程遵从玻意耳定律.
由pAVA= PBVB,
PB=105Pa
(2)气体由状态B变为状态C的过程遵从查理定律.
由 pB pc TB Tc
pc=1.5×105Pa
1.解释视频中现象
2.高压锅(排气阀没开启) 内发生的是什么变化,怎样产 生的高压呢? 3.热气球是怎么飞上天空的?
二、气体的等压变化
1．等压变化：气体在压强不变的情况下发生的状态变 化过程叫做等压过程．
气体的等压变化遵循什么规律?
二、气体的等压变化
1．等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时， 体积随温度的变化叫做等压变化。
2．盖·吕萨克定律：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成正比 （ V T ）。
2、图象意义:
(1)物理意义: 反映温度不变时压强随体积的变化关系
(2)某点的意义: 对应着气体的某一状态
人教版高中物理选择性必修三 第2章第2节 气体的等压变化和等容变化 课件
积不变）。
新知讲解
1.玻意耳定 公式：
=
律：
气体实验定
律
2.査理定
律：
公式： =
公式： =
3.盖-吕萨克定律：
这些定律都是在压强不太大、温度不太低的条件下总结出
来的。
新知讲解
三、理想气体
1.理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的
出后，才受到重视。早年都称“查理定律”，但为
表彰盖-吕萨克的贡献而称为“查理-盖吕萨克定
律”。
盖-吕萨克
（Gay-Lussac，
1778—1850年）
法国化学家、物理
学家。
新知讲解
一、气体的等压变化
1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体
积随温度的变化。
新知讲解
一、气体的等压变化
1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体
为：
=
=
或
当温度T保持 = （）
不变
= （）
方程具有普遍 当体积V保持
不变
性
= （）
当压强p保持
不变
典例探究
例题3：关于理想气体的性质，下列说法中正确的是（
AB
）
C
A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在
B．理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体
=
= 或
3.等容线：一定质量的某种气体在等容
变化过程中，压强跟热力学温度的正比关
系 − 在直角坐标系中的图象叫做等容线。
高中物理之气体的等容变化和等压变化知识点
高中物理之气体的等容变化和等压变化知识点气体的等容变化和等压变化——查理定律、盖·吕萨克定律气体的等容变化1、等容变化：一定质量的气体在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化。
2、查理定律：一定质量的某种气体，当体积不变时，各种气体的压强p与温度之间都有线性关系，如图所示，我们把它叫做查理定律．注：B点纵坐标是0摄氏度的压强，并非大气压。
3、热力学温标的建立：建立背景：由查理定律中压强p与与摄氏温度t的变化关系图甲可以看出，在等容过程中，压强跟摄氏温度是一次函数关系，而不是简单的正比例关系。
如果把该图的AB直线延长至与横轴相交，把交点当做坐标原点，建立新的坐标系（图乙）此时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“气体压强为零时其温度为零”，由此可见，为了使一定质量的气体在体积不变的情况下，压强与体积成正比，只需要建立一种新的温标就可以了。
在现实中通过对大量的“压强不太大（相对标准大气压），温度不太低（相对于室温）”的各种不同气体做等容变化的实验数据可以证明“一定质量的气体压在强不太大，温度不太低时，坐标原点代表的温度就是热力学温度的零度，这就是热力学温度零点的物理意义。
由此可见：热力学的零点就规定为气体压强为零的温度。
在建立热力学温标之前，人们已经建立了华氏、摄氏温标，但这些温标都是与测温物质的热学性质有关，当采用不同的测温物质去测量同一温度时会产生一定差异，这种差异是不能克服的。
而由热力学温标的建立可知：热力学温度是在摄氏温度的基础上建立起来的，零点的确定与测温物质无关，因此热力学温标是一种更为简便科学的理论的温标，它的零度不可能达到。
又叫绝对零度。
4、查理定律的热力学温标描述：——查理定律：（1）查理定律：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成正比。
（2）表达式：注：这里的C和玻意耳定律表达式中的C都泛指比例常数，它们并不相等。
这里的C与气体的种类、质量和压强有关。
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气体的等容变化和等压变化［要点导学］1．这堂课学习教材第二节的容。
主要要求如下：了解气体的等容变化和等压变化过程，理解气体p-T、v-T图象的物理意义，会用查理定律和盖·吕萨克定律解决相关问题。
知道气体实验定律的适用围。
2．查理定律的容是：一定质量的某种气体在体积保持不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比，即pT=恒量。
若一定质量的气体在体积v保持不变的情况下，热力学温度由T1变化到T2，压强由p1变化到p2，则查理定律又可以表达为：____________。
3．气体的等容变化过程可以用如图所示的图象来描述。
气体从状态A变化到状态B过程中，压强p与摄氏温度t成线性关系，压强p与热力学温度T成正比。
摄氏温度0℃相当于热力学温度273.15K，计算时通常取273K，p0为0℃时气体的压强。
4．盖·吕萨克定律的容是：一定质量的某种气体在压强保持不变的情况下，体积v与热力学温度T成正比，即vT=恒量。
若一定质量的气体在体积p保持不变的情况下，热力学温度由T1变化到T2，体积由v1变化到v2，则盖·吕萨克定律又可以表达为：____________。
5．气体的等压变化过程可以用如图所示的图象来描述。
气体从状态A变化到状态B过程中，体积v与摄氏温度t成线性关系，体积v与热力学温度T成正比。
v0为0℃时气体的体积。
6．查理定律和盖·吕萨克定律以及上节学习的玻意耳定律都是实验定律，在压强不太大、温度不太低的情况下由实验总结得到。
对于压强很大、温度很低的情况，这三个实验定律不适用。
在通常的计算中几个大气压下、零下几十摄氏度都可以算作压强不太大、温度不太低。
7．应用气体定律解决有关气体状态变化的问题时，和波意耳定律的应用一样，首先要确定哪一部分气体作为研究对象，然后分析这部分气体状态变化的过程，确定变化过程的初、末状态参量，再根据气体状态变化选择适当的定律建立各参量间的关系，解得所要求的参量。
［例精析］例1某个汽缸中有活塞封闭了一定质量的空气，它从状态A变化到状态B,其压强p和温度T的关系如图所示，则它的体积（）A．增大B.减小C.保持不变D.无法判断解析:由图可知,气体从A变化到B的过程中，AB连线过坐标原点，即压强p与热力学温度T成正比，所以是等容变化，体积一定保持不变。
本题正确选项是:C。
拓展：物理学中可以用图象来分析研究物理过程中物理量的变化关系,也可以用图象来描述物理量的变化关系,也就是说图象可以作为一种表达方式,本题中的图象给了我们信息,要学会从图中寻找已知条件.若p-T 图象如图所示，则表明气体做等压变化，根据盖·吕萨克定律，气体压强不变时，温度升高，体积增大。
答案为A 。
例2 如图所示，有一根足够长的上端开口的玻璃细管，玻璃管中用h =10cm 的水银柱封闭了一段气体，当温度为27℃时，气体的长度为l =20cm 。
现给气体加热，使水银柱上升5cm ，求此时玻璃管中气体的温度。
（设大气压强p 0=76cmHg ）解析：根据题意，玻璃管中的气体做等压变化。
初状态：1300K T = 120v s =225v s = 其中s 为玻璃管横截面积根据盖·吕萨克定律有：1212v v T T =，代入数据解得： T 2=375K ，即102℃拓展：确定研究对象，然后分析这部分气体状态变化的过程，确定变化过程的初、末状态参量，根据气体状态变化选择适当的定律建立各参量间的关系是解决有关气体状态变化问题的基本思路。
若加热的同时不断注入水银，使气体的长度l 保持不变，则温度上升到375K 的过程中需要注入多少高度的水银？解析：此过程为等容变化。
初状态：1300K T = 1086cmHg p p h =+=末状态：T 2=375K 20'p p h =+根据查理定律有：1212p p T T =，代入数据解得： h 1=21.5cm例3．如图所示，两个容器A 和B 容积不同，部装有气体，其间用细管相连，管中有一小段水银柱将两部分气体隔开。
当A 中气体温度为t A =27℃，B 中气体温度为t B =7℃时，水银柱恰好在管的中央静止。
若对两部分气体加热，使它们的温度都升高10℃，则水银柱是否移动？若要移动的话，将向哪个方向移动？解析：本题涉及到两部分气体，水银柱的移动由两部分气体的压强差决定。
可以先假设水银柱不动，A 、B 两部分气体都做等容变化，分别研究它们的压强变化。
对A 有：''A A A A P P T T = 得：''A A A AT P P T = （1） 对B 有：''B B B B P P T T = 得：''B B B BT P P T = （2） 比较（1）、（2）P A =P B ，''2732710273710273272737A B A B T T T T ++++=<=++ 所以''A B P P <，水银柱向A 侧移动拓展：如图两端封闭竖直放置的细管中有一段水银柱，将管中空气分隔成两部分，两部分气体温度相同，水银柱静止。
现保持细管竖直，使两部分空气同时升高相同的温度。
问：细管中的水银柱如何移动？解析：本题也可以假设水银柱不动，两部分气体都做等容变化，对A 有：''A A A A P P T T = 得：''A A A AT P P T = （1） 对B 有：''B B B B P P T T = 得：''B B B BT P P T = （2） 比较（1）、（2）A B T T =，''A B T T =，A B P P <所以：''A B A B P P P P -<-，水银柱将向上移动。
例4 ：一个敞口的瓶子，放在空气中，气温为27℃。
现对瓶子加热，由于瓶子中空气受热膨胀，一部分空气被排出。
当瓶子中空气温度上升到57℃时，瓶中剩余空气的质量是原来的几分之几？解析：本题看起来瓶子中空气的质量是变化的，但如果把排出瓶子外的气体一起考虑，仍然是一定质量的问题，仍可用气体定律求解。
如图所示：过程中由于瓶子一直敞口，空气的压强不变。
设瓶子的容积v 0，加热后排出的空气体积为v ，则：T 1=27+273=300K ，v 1= v 0；T 2=57+273=330K ，v 2= v 0+v根据等压变化盖·吕萨克定律有： 0012v v v T T +=， 代入数据解得：001011v v v =+，所以剩余在瓶子里的空气质量为原来的1011。
［能力训练］1．对于一定质量的气体，下列说法中正确的是 （ ）A ．如果保持温度不变，则体积越小，压强越大B ．如果保持体积不变，则温度越高，压强越大C ．如果保持压强不变，则体积越小，温度越高D ．如果保持温度不变，则体积越小，能越多2．封闭在贮气瓶中的某种气体,当温度升高时,下列说法中正确的是(容器的膨胀忽略不计)( )A ．密度不变,压强增大B. 密度不变,压强减小C. 压强不变,密度增大D. 压强不变,密度减小3．如图所示在气缸中用活塞封闭一定质量的气体，活塞与缸壁间的摩擦不计，且不漏气，将活塞用绳子悬挂在天花板上，使气缸悬空静止。
若大气压不变，温度降低到某一值，则此时与原来相比较 （ ）A ．绳子力不变B ．缸气体压强变小C ．绳子力变大D ．缸气体体积变小4．如图所示，用橡皮帽堵住注射器前端的小孔,用活塞封闭了一部分空气在注射器中,当把注射器竖直放入热水中后，不计摩擦，下列说法中正确的是A ．气体压强不变B ．气体温度升高C ．气体压强增大D ．活塞将向上移动5．下列各图中，p 表示压强，v 表示体积，T 表示热力学温度，t 表示摄氏温度，各图中正确描述一定质量气体等压变化规律的是 （ ）6．如图所示，ac 和bd 为两条双曲线，是一定质量的同种理想气体的两条等温线，过（0，p 1）点作横轴的平行线，过（V 1，0）点作纵轴的平行线，与图线交于a ，b ，c ，d 四点，已知线段c V 1∶cd ＝1∶2，则： （ ）A ．T a =3T bB ．T b =3T aC ．P d =3P cD ．v a =3v b7．家用白炽灯泡中充有氩气，设灯泡发光工作时灯泡中气体的平均温度为137℃，且灯泡中气压超过1.2大气压灯泡将炸裂，则常温下（可视作27℃）给灯泡充氩气的压强不得超过多大？8．如图，圆管形容器抽成真空，顶板上拴一弹簧，弹簧下挂一活塞，活塞与器壁间摩擦不计，当活塞触及底部时，活塞的重力恰好跟弹簧的弹力平衡，给活塞下方充入温度为T 1开的某种气体，气柱的高度为h 米，若将气体温度升高到T 2开时，气体的高度为h 2=？(设整个过程弹簧均处于伸长状态)9．装在容器中的气体，体积为4×10-3m 3，压强为2.0×105Pa ，温度为300K 。
先让气体发生等容变化，压强增大为原来的2倍，然后让气体发生等温变化，压强又降低到原来的数值，求气体末状态时的体积和温度。
10．有一真空容器，在温度为0℃时，容器的气压为10-8帕。
试估算该容器1厘米3气体中的分子数。
（估算取一位有效数字即可，1标准大气压=1×105帕，阿伏伽德罗常数N=6×1023摩-1，标准状况下1摩尔气体的体积是22.4升）11.如图，盛水的烧杯固定在铁架台上，将带刻度的注射器中封闭一部分空气竖直地浸入盛在烧杯的水中，要使封闭着的空气始终没在水中，然后在烧杯底部加热，在烧杯的水中插温度计可测量水的温度，如何利用这个装置研究气体在压强不变的条件下，其体积与温度之间的关系.（1）写出操作步骤：（2）根据要测量的物理量，设计一记录数据的表格［素质提高］12．如图所示，1、2、3三支管径相同，管水银面相平，三支管中都封闭有温度相同的空气，2管中的空气柱最长，3管中的空气柱最短，则( )A．三支管气体降低相同温度时，三支管水银面仍一样高B．三支管气体降低相同温度时，2管水银面最高C．打开开关K，让水银流出一小部分，3管水银面最高D．打开开关K，让水银流出一小部分，2管水银面最高13．如图所示,一端封闭的均匀玻璃管水平段长15cm,竖直段充满水银,水平段与水银槽液面高度差为25cm,当大气压强为750mmHg,温度为7o C时,水平段被封闭的空气柱长度为14cm.求：当温度为37o C时,管空气柱长度是多少?14．如图所示，一个壁光滑的圆柱形汽缸竖直放在水平地面上，汽缸部横截面积是s，用质量为m的活塞在汽缸封闭一定质量的气体，活塞可以在缸无摩擦地滑动，外界大气压为p0。