高中物理选修1-2课件4.1热机的发展与应用 共47张

2.（2）因为 V 298 V 362
所以，T 362 V 1.6K 298
这个温度计可以测量的温度t=(25 1.6)0C,
即这个气温计测量范围是23.4~26.60C。
则（
）
ACD
A. 弯管左管内外水银面的高度差为h
B. 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，右管内的水银柱沿
管壁上升
D. 若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上
升
解析
h
封闭气体的压强等于大气压与 水银柱产生压强之差，故左管内
外水银面高度差也为h，A对；弯
管上下移动，封闭气体温度和压 强不变，体积不变，B错C 对；环境温度升高，封闭气体体 积增大，则右管内的水银柱沿管 壁上升，D对。
2. 汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎 事故，太低又会造成耗油量上升。已知某型号 轮胎能在－40C-90C正常工作, 为使轮胎在此 温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5 atm，
最低胎压不低于1.6 atm，那么, 在t＝20C时
给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比 较合适（设轮胎的体积不变）。
6 . 如图，水平放置的汽缸内壁光滑，一
个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部
分，两部分气体可以分别通过放在其中的电热 丝加热。开始时，A气体的体积是B的一半，A 气体的温度是17ºC，B气体的温度是27ºC，活
塞静止。现缓慢加热汽缸内气体， 使A、B两部
分气体的温度都升高10ºC，在此过程中活塞向 哪个方向移动？
4. 由查理定律可知，一定质量的理想气体在
体积不变时，它的压强随温度变化关系如图中
实线表示。把这个结论进行合理外推，便可得
出图中t0＝ －273℃；如果温度能降低到t0，
那么气体的压强将减小到
Pa0。
p(Pa)
t0 0
t(℃)
5. 在图所示的气缸中封闭着温度为 100℃的空气, 一重物用绳索经滑轮与缸中活 塞相连接, 重物和活塞均处于平衡状态, 这时 活塞离缸底的高度为10 cm,如果缸内空气变 为0℃, 问: 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)
盖-吕萨克定律的微观解释
一定质量的理想气体的总分子数是一定 的，要保持压强不变，当温度升高时，全体 分子运动的平均速率V会增加，那么单位体 积内的分子数一定要减小（否则压强不可能 不变），因此气体体积一定增大；反之当温 度降低时，同理可推出气体体积一定减小。
课堂小结
等容变化过程，以及查理定 律的内容公式。 等压变化过程变化，以及盖吕萨克定律的内容公式。
查理定律
查理定律可以表述为：一定质量 的某种气体，在体积不变的情况下， 压强P跟热力学温度T成正比。
C
PT
即 P=CT 或 P C
T
查理定律
压强P与热力学温度成正比可 以表示为另外形式：
即
P1 P2
T1 T2
或
P1 T1
P2 T2
查理定律的微观解释
一定质量（m）的气体的总分子数（N） 是一定的，体积（V）保持不变时，其单位 体积内的分子数（n）也保持不变，当温度 （T）升高时，其分子运动的平均速率（v） 也增大，则气体压强（p）也增大；反之当 温度（T）降低时，气体压强（p）也减小。
A．20℃、80℃、64℃
B．20℃、80℃、68℃
C．80℃、20℃、32℃
D．80℃、20℃、34℃
解析
温度升高，容器内气体的体积增大， A点温度高，
可见A、D点温度分别为80℃、20℃。
设D点下容器的体积为V0, 一小格玻璃管的 体积为h。
由查理定律
V0 15h 273 80
V0
273 20
AB
答案
设想先保持A、B的体积不变, 当温度分别升高10ºC时,
对A有
pA pA TA TA
pA
TA TA
pA
300 290
pA
同理，对B有
pB
TB TB
pB
310 300
pB
由于pA＝pB， 300 310 290 300
所以pA'＞pB' 故活塞向右移动。
课后习题答案
1.根据查理定律
强应为
气体的等压变化
等容变化解析
当压强保持不变时, 体积和温度之间 的变化叫做等压变化。
盖-吕萨克定律
一定质量的气体，在压强不变的情况 下，温度每升高（或降低）1℃，增加（或 减少）的体积等于它0℃时体积的1/273。
盖-吕萨克定律
或 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。
答案
①缸内气体温度降低,压强减小,故活塞下移,重物上升。
②分析可知缸内气体作等压变化。设活塞截面积为S cm2,
气体初态体积V1=10S cm3, 温度T1=373 K,
末态温度T2=273 K， 体积设为V2=hScm3 (h为活塞到缸底的距离)
.4 cm
则重物上升高度Δh=10－7.4=2.6 cm
查理定律
P
A
P
A
B
B
0
t/0C
0 273.15 T/K
气体等容变化图像
查理定律
由甲可以看出，在等容过程中，压强 跟摄氏温度是一次函数关系，不是简单的 正比例关系。如果把甲图的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，此时压强与温度的关系就 是正比例关系了。
查理定律
图乙坐标原点的意义为“气体压强为0时 其温度为0”。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 热力学温度的零度.所以说，在P-T图线中，一 定质量某种气体的等容线是一条通过坐标原点 的直线。
解析
由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化。
设在T0＝293K充气后的最小胎压为Pmin，最 大胎压为Pmax。依题意，当T1＝233K时胎
压为
P1＝1.6atmP。1 根 据Pmi查n 理定律
T1 T0
解得：Pmin＝2.01atm 当T2＝363K是胎压为P2＝3.5atm。根据查理定律
P2 Pmax T2 T0 解得：Pmax＝2.83atm
V0 3h 273 t
V0
273 20
解得 t=32℃
课堂练习
1．一定质量的理想气体在等容变化过程中测
得，气体在0℃时的压强为P0， 10℃时的压强为 P10，则气体在21℃时的压强在下述各表达式中正
确的是 ( ) A D
A.
P11
P10
P0 273
B.
P11
P0
10P0 273
C.
P11
掌握P-T、V-T图像及它们的 物理意义。
培养从图像获取信息的能力。
气态方程
一定质量的理想气体的压强、 体积的乘积与热力学温度的比值是 一个常数。
p2V2 p1V1 nR
T2
T1
n为气体的摩尔数，R为普适气体恒量
高考链接
1. 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，
蒸汽机的发明与改进
气体在体积不变的状态下，压强随 温度的变化叫做等容变化。
查理定律
一定质量的气体，在体积不变的 情况下，温度每升高（或降低） 1℃， 增加（或减少）的压强等于它0℃时压 强的1/273。
查理定律
或 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。
查理
P10
P 10 273
D.
P11
284 283
P10
2．对于一定质量的理想气体，可能发生的过程是
()
C
A．压强和温度不变，体积变大
B．温度不变，压强减少，体积减少
C．体积不变，温度升高，压强增大
D．压强增大，体积增大，温度降低
变的情3.况一下定, 体质积量V的与某热种力气学体温,在度压T成强p正保比持。不
了解蒸汽机在机器制造和交通运输 中的应用。
3 . 情感态度与价值观
知道蒸汽机的出现引发的能源改 革进而引发社会的经济政治变革。
重点与难点
1 . 重点
掌握蒸汽机的发明与改进历程，及引 发的经济政治变革。
蒸汽机实现了内能向机器能的转换。
2 . 难点
蒸汽机的应用和社会影响。
本节导航
蒸汽机的发明与改进 蒸汽机的广泛应用 第一次工业革命的社会影响 内燃机的诞生和发展
盖-吕萨克
盖-吕萨克定律
V
0 T
气体等压变化图像
盖-吕萨克定律
盖-吕萨克定律可以表述为： 一定质量的某种气体，在压强 不变的情况下，体积V跟热力学 温度T成正比。
盖-吕萨克定律
压强P与热力学温度成正比可 以表示为另外形式：
即 V=CT 或 P C
T
这里的C和玻意耳定律、 查理定律表达式中的C都泛指 比例常数，它们并不相等。
P2
P1T2 T1
P1 T1
TP，22 如果不漏气，压
8.35 106 Pa,而氧气实际压
强为 8.15 10 6 Pa ，说明漏气。
2.（1）根据盖-吕萨克定律 V C ，
T C V1 362 cm2 / K
T1 298
所以，
T CT 362 T
298
即体积变化量与温度变化量成正比，刻度是均匀的。
3. 温度计是生活、生产中常用的测温装
置。右图为一个简单温度计，一根装有一小段
有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，
封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时，
水柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范