1、 第2講氣體的等容變化和等壓變化目標定位1.了解一定質量的某種氣體的等容變化與等壓變化2.知道查理定律與蓋呂薩克定律的表達式及適用條件3.理解pT圖象與VT圖象的物理意義4.會運用氣體變化規律解決實際問題一、氣體的等容變化1等容變化：一定質量的某種氣體在體積不變時壓強隨溫度的變化規律2查理定律(1)內容：一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度T成正比(2)表達式：pCT或或.(3)圖象一定質量的氣體，在體積不變的情況下，壓強與熱力學溫度成正比，在pT圖上等容線為過原點的傾斜直線如圖821甲在pt圖上等容線不過原點，但反向延長交t軸于273.15_.如圖乙圖821二、氣體的等

2、壓變化1等壓變化：一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積隨溫度的變化規律2蓋呂薩克定律(1)內容：一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積與熱力學溫度成正比(2)表達式：VCT或.(3)圖象：一定質量的氣體，在壓強不變的條件下，體積與熱力學溫度成正比，在VT圖上等壓線為一條延長線通過原點的傾斜直線，如圖822所示圖822一、氣體的等容變化與查理定律1查理定律的表述(1)C(恒量)(2)圖8232p T圖中的等容線(1)p­T圖中等容線是一條通過原點的傾斜直線(2)斜率kC(常數)與氣體體積有關，體積越大，斜率越小如圖823所示，四條等容線的關系為：V1>V2>

3、V3>V4.例1電燈泡內充有氦氬混合氣體，如果要使電燈泡內的混合氣體在500 時的壓強不超過一個大氣壓，則在20 的室溫下充氣，電燈泡內氣體壓強至多能充到多大？答案0.38 atm解析由于電燈泡容積不變，故氣體為等容變化，設500 時壓強為p1，t220 時的壓強為p2.由題意可知：T1(500273)K773 Kp11 atmT2(20273) K293 Kp2？由查理定律：，所以p2T2×293 atm0.38 atm.二、等壓變化與蓋呂薩克定律1蓋呂薩克定律的表述(1)C(恒量)(2)2V­T圖中的等壓線如圖824所示為V­T圖中的等壓線，這是一條通過

4、原點的傾斜直線，直線斜率kC，斜率越大，常量C越大，壓強越小在圖中給出的四條等壓線的關系為：p1>p2>p3>p4.圖824例2一容器中裝有某種氣體，且容器上有一小孔跟外界大氣相通，原來容器內氣體的溫度為27 ，如果把它加熱到127 ，從容器中逸出的空氣質量是原來質量的多少倍？答案倍解析設逸出的氣體被一個無形的膜所密閉，以容器中原來的氣體為研究對象，初態V1V，T1300 K；末態V2VV，T2400 K，由蓋呂薩克定律，得，代入數據得V，又因為mV，故.借題發揮此題從容器中逸出空氣來看是一個變質量問題，為轉化為等壓變化問題，從而把逸出的空氣看成氣體的膨脹，因小孔跟外界大氣相

5、通，所以壓強不變因此符合蓋呂薩克定律三、假設法在判斷液柱(或活塞)的移動問題的應用此類問題的特點是：當氣體的狀態參量p、V、T都發生變化時，直接判斷液柱或活塞的移動方向比較困難，通常先進行氣體狀態的假設，然后應用查理定律可以簡單地求解其一般思路為(1)假設液柱或活塞不發生移動，兩部分氣體均做等容變化(2)對兩部分氣體分別應用查理定律的分比形式pT，求出每部分氣體壓強的變化量p，并加以比較例3(2014·臨沂統考)如圖825所示，兩端封閉、粗細均勻、豎直放置的玻璃管內，有一長為h的水銀柱，將管內氣體分為兩部分，已知l22l1.若使兩部分氣體同時升高相同的溫度，管內水銀柱將如何運動？(設

6、原來溫度相同)圖825答案水銀柱上移解析水銀柱原來處于平衡狀態，所受合外力為零，即此時兩部分氣體的壓強差pp1p2h.溫度升高后，兩部分氣體的壓強都增大，若p1>p2，水銀柱所受合外力方向向上，應向上移動，若p1<p2，水銀柱向下移動，若p1p2，水銀柱不動所以判斷水銀柱怎樣移動，就是分析其合力方向，即判斷兩部分氣體的壓強哪一個增大得多假設水銀柱不動，兩部分氣體都做等容變化，分別對兩部分氣體應用查理定律：上段：，所以p2p2，p2p2p2(1)p2p2；同理下段：p1p1.又因為T2T1，T1T2，p1p2h>p2，所以p1>p2，即水銀柱上移借題發揮同一問題可從不同角

7、度考慮，用不同方法求解，培養同學們的發散思維能力此類問題中，如果是氣體溫度降低，則T為負值，p亦為負值，表示氣體壓強減小，那么降溫后水銀柱應該向壓強減小得多的一方移動針對訓練如圖所示，四支兩端封閉、粗細均勻的玻璃管內的空氣被一段水銀柱隔開，按圖中標明的條件，當玻璃管水平放置時，水銀柱處于靜止狀態如果管內兩端的空氣都升高相同的溫度，則水銀柱向左移動的是()答案CD解析假設升溫后，水銀柱不動，則壓強要增加，由查理定律，壓強的增加量p，而各管原壓強p相同，所以p，即T高，p小，也就可以確定水銀柱應向溫度高的方向移動，故C、D項正確查理定律的應用1對于一定質量的氣體，在體積不變時，壓強增大到原來的二倍

8、，則氣體溫度的變化情況是()A氣體的攝氏溫度升高到原來的二倍B氣體的熱力學溫度升高到原來的二倍C氣體的攝氏溫度降為原來的一半D氣體的熱力學溫度降為原來的一半答案B解析一定質量的氣體體積不變時，壓強與熱力學溫度成正比，即，得T22T1，B正確2一定質量的某種氣體在等容變化過程中，已知0 的壓強為p0，求溫度為t 時壓強為多大？并判斷溫度每上升1 ，壓強增加數值有何特點？答案p0，數值相等，為0 壓強的解析設溫度為t 時壓強為p，由查理定律知即，所以pp0.變形得p0.即溫度每升高1 ，壓強的增加數值都相等，為0 壓強的.蓋呂薩克定律的應用3一定質量的理想氣體，在壓強不變的情況下，溫度由5 升高到

9、10 ，體積的增量為V1；溫度由10 升高到15 ，體積的增量為V2，則()AV1V2 BV1>V2CV1<V2 D無法確定答案A解析由蓋呂薩克定律可得，即VV1，所以V1×V1，V2×V2(V1、V2分別是氣體在5 和10 時的體積)，而，所以V1V2，A正確關于液柱移動問題的判定圖8264如圖826所示，一定質量的空氣被水銀封閉在靜置于豎直平面的U形玻璃管內，右管上端開口且足夠長，右管內水銀面比左管內水銀面高h，能使h變大的原因是()A環境溫度升高B大氣壓強升高C沿管壁向右管內加水銀DU形玻璃管自由下落答案ACD解析對左管被封氣體：pp0ph，由k，可知當溫

10、度T升高，大氣壓p0不變時，h增加，故A正確；大氣壓升高，h減小，B錯；向右管加水銀時，由溫度T不變，p0不變，V變小，p增大，即h變大，C正確；U形管自由下落，水銀完全失重，氣體體積增加，h變大，D正確(時間：60分鐘)題組一查理定律的應用1民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點燃的紙片放入一個小罐內，當紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上其原因是，當火罐內的氣體()A溫度不變時，體積減小，壓強增大B體積不變時，溫度降低，壓強減小C壓強不變時，溫度降低，體積減小D質量不變時，壓強增大，體積減小答案B解析體積不變，當溫度降低時，由查理定律C可知，壓強

11、減小，故B項正確2在密封容器中裝有某種氣體，當溫度從50 升高到100 時，氣體的壓強從p1變到p2，則()A. BC. D12答案C解析由于氣體做等容變化，所以，故C選項正確3一定質量的氣體，在體積不變的條件下，溫度由0 升高到10 時，其壓強的增量為p1，當它由100 升高到110 時，所增壓強p2，則p1與p2之比是()A101 B373273C11 D383283答案C解析由查理定律得pT，一定質量的氣體在體積不變的條件恒量，溫度由0 升高到10 和由100 升高到110 ，T10 K相同，故壓強的增量p1p2，C項正確4一個密閉的鋼管內裝有空氣，在溫度為20 時，壓強為1 atm，若

12、溫度上升到80 ，管內空氣的壓強約為()A4 atm B atmC1.2 atm D atm答案C解析由查理定律知，代入數據解得，p21.2 atm，所以C正確題組二蓋呂薩克定律的應用圖8275如圖827所示，某同學用封有氣體的玻璃管來測絕對零度，當容器水溫是30刻度線時，空氣柱長度為30 cm；當水溫是90刻度線時，空氣柱的長度是36 cm，則該同學測得的絕對零度相當于刻度線()A273 B270C268 D271答案B解析當水溫為30刻度線時，V130S；當水溫為90刻度線時，V236S，設Tt刻線x，由蓋呂薩克定律得，即，解得x270刻線，故絕對零度相當于270刻度，選B.6如圖828所

13、示，上端開口的圓柱形汽缸豎直放置，截面積為5×103 m2，一定質量的氣體被質量為2.0 kg的光滑活塞封閉在汽缸內，其壓強為_ Pa(大氣壓強取1.01×105 Pa，g取10 m/s2)若從初溫27 開始加熱氣體，使活塞離汽缸底部的高度由0.50 m緩慢地變為0.51 m，則此時氣體的溫度為_ .圖828答案1.05×10533解析p1 Pa0.04×105 Pa，所以pp1p00.04×105 Pa1.01×105 Pa1.05×105 Pa，由蓋呂薩克定律得，即，所以t33 .7房間里氣溫升高3 時，房間內的空氣將有

14、1%逸出到房間外，由此可計算出房間內原來的溫度是_ .答案27解析以升溫前房間里的氣體為研究對象，由蓋呂薩克定律：，解得：T300 K，t27 .題組三液柱移動問題的判斷8如圖829所示，兩根粗細相同、兩端開口的直玻璃管A和B，豎直插入同一水銀槽中，各用一段水銀柱封閉著一定質量同溫度的空氣，空氣柱長度H1>H2，水銀柱長度h1>h2，今使封閉氣柱降低相同的溫度(大氣壓保持不變)，則兩管中氣柱上方水銀柱的移動情況是()圖829A均向下移動，A管移動較多B均向上移動，A管移動較多CA管向上移動，B管向下移動D無法判斷答案A解析封閉氣柱均做等壓變化，故封閉氣柱下端的水銀面高度不變，根據蓋

15、呂薩克定律的分比形式VV，因A、B管中的封閉氣柱，初溫相同，溫度的變化也相同，且T<0，所以V<0，即A、B管中氣柱的體積都減小；又因為H1>H2，A管中氣柱的體積較大，|V1|>|V2|，A管中氣柱體積減小得較多，故A、B兩管氣柱上方的水銀柱均向下移動，且A管中的水銀柱下移得較多，故A項正確9如圖8210所示，兩端開口的彎管，左管插入水銀槽中，右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則()圖8210A彎管左管內、外水銀面的高度差為hB若把彎管向上移動少許，則管內氣體體積增大C若把彎管向下移動少許，則右管內的水銀柱沿管壁上升D若環境溫度升高，則右管內的水銀柱沿管壁上

16、升答案AD解析被封閉氣體的壓強按右邊計算為pp0ph，按左邊算也為pp0ph，故左管內、外水銀面的高度差為h，A正確；氣體的壓強不變，溫度不變，故體積不變，B、C均錯；壓強不變，溫度升高，體積增大，右管中水銀柱沿管壁上升，D正確圖821110兩個容器A、B，用截面均勻的水平細玻璃管連通，如圖8211所示，A、B所裝氣體的溫度分別為17 和27 ，水銀柱在管中央平衡，如果兩邊溫度都升高10 ，則水銀柱將()A向右移動 B向左移動C不動 D條件不足，不能確定答案A解析假設水銀柱不動，A、B氣體都做等容變化：由pp知 p，因為TA<TB，所以pA>pB，所以水銀柱向右移動題組四綜合應用圖

17、821211如圖8212所示，一端開口的鋼制圓筒，在開口端上面放一活塞活塞與筒壁間的摩擦及活塞的重力不計，現將其開口端向下，豎直緩慢地放入7 的水中，在筒底與水面相平時，恰好靜止在水中，這時筒內氣柱長為14 cm，當水溫升高到27 時，鋼筒露出水面的高度為多少？(筒的厚度不計)答案1 cm解析設筒底露出水面的高度為h.當t17 時，H114 cm氣柱，當t227 時，H2(14h)cm，由等壓變化規律，得，解得h1 cm，也就是鋼筒露出水面的高度為1 cm.圖821312如圖8213所示，上端開口的光滑圓柱形汽缸豎直放置，截面積為40 cm2的活塞將一定質量的氣體和一形狀不規則的固體A封閉在汽缸內在汽缸內距缸底60 cm處設有a、b兩限制裝置，使活塞只能向上滑動開始時活塞擱在a、b上，缸內氣體的壓強為p0(p01.0