第二章氣體、固體和液體3.1氣體的等壓變化和等容變化上節課我們通過實驗探究得出結論：一定質量的某種氣體在溫度不變的情況下，壓強p和體積V成反比。探究方法：控制變量法氣體的等溫變化氣體的等容變化氣體的等壓變化氣體的等溫變化？？1知道什么是等壓變化和等容變化重點2掌握查理定律和蓋—呂薩克定律的內容、表達式和適用條件，能夠用其處理有關的氣體問題3理解p－T圖像和V－T圖像及其物理意義重難點氣體的等壓變化燒瓶上通過橡膠塞連接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住燒瓶，會觀察到水柱緩慢向外移動，這說明了什么？在保持氣體壓強不變的情況下，封閉氣體的體積隨溫度的升高而增大。氣體的等壓變化蓋·呂薩克（1778—1850年）法國化學家、物理學家。1802年，蓋·呂薩克發現氣體熱膨脹定律(即蓋·呂薩克定律)壓強不變時，一定質量氣體的體積跟熱力學溫度成正比.即=……=C恒量.1.氣體的等壓變化：一定質量的某種氣體，在_____不變時，體積隨溫度變化的過程。壓強氣體的等壓變化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V與熱力學溫度T成正比。(3)適用條件：氣體的____和____不變。(4)圖像：V－T圖像中的等壓線是一條_____________。過原點的直線壓強質量CT1.結合蓋—呂薩克定律內容和V－T圖像，你能否畫出體積V隨攝氏溫度t的圖像？V與t是正比關系嗎？圖像縱軸截距代表什么？在等壓變化過程中，體積V與攝氏溫度t是一次函數關系，不是簡單的正比例關系，如圖所示，等壓線是一條延長線通過橫軸上－273.15℃的傾斜直線，圖像縱軸的截距表示在此壓強下的氣體在0℃時的體積。2.我國新疆吐魯番地區盛產葡萄干，品質優良，其中一個重要原因，緣于當地晝夜溫差大。現有一葡萄晾房四壁開孔，房間內晚上溫度為7℃，中午溫度升為37℃，假設大氣壓強不變，T＝t＋273K。(1)房內氣體做什么變化？等壓變化(2)設晾房的體積為V0，求從晚上到中午溢出氣體的體積。選晚上房間內的空氣為研究對象，設其在37℃時體積變為V1，1.(2023·云南下關第一中學高二期中)如圖所示，在溫度為17℃的環境下，一根豎直的輕質彈簧支撐著一倒立汽缸的活塞，使汽缸懸空且靜止，此時倒立汽缸的頂部離地面的高度為h＝49cm，已知彈簧原長l0＝50cm，勁度系數k＝100N/m，汽缸的質量M＝2kg，活塞的質量m＝1kg，活塞的橫截面積S＝20cm2，若大氣壓強p0＝1×105Pa，且不隨溫度變化。設活塞與缸壁間無摩擦，可以在缸內自由移動，缸壁導熱性良好，使缸內氣體的溫度保持與外界大氣溫度相同。(彈簧始終在彈性限度內，且不計汽缸壁及活塞的厚度，重力加速度g＝10m/s2)(1)求彈簧的壓縮量；答案

(1)0.3m(2)51cm(2)若環境溫度緩慢上升到37℃，求此時倒立汽缸的頂部離地面的高度。1.(1)對汽缸和活塞整體受力分析(M＋m)g＝kΔx(2)由于汽缸與活塞整體受力平衡，則根據上述可知，活塞離地面的高度不發生變化，升溫前汽缸頂部離地面為h＝49cm，活塞離地面50cm－30cm＝20cm，故初始時，內部氣體的高度為l＝49cm－20cm＝29cm。升溫過程為等壓變化，V1＝lS，T1＝290K，V2＝l′S，T2＝310K，解得l′＝31cm，故此時倒立汽缸的頂部離地面的高度h′＝h＋l′－l＝51cm。應用蓋—呂薩克定律解題的一般步驟：(1)確定研究對象，即被封閉的一定質量的氣體。(2)分析被研究氣體在狀態變化時是否符合該定律的適用條件：質量一定，壓強不變。(3)確定初、末兩個狀態的溫度、體積。(4)根據蓋—呂薩克定律列式求解。(5)求解結果并分析、檢驗。2.(2023·湖北孝感市高二期中)如圖為一定質量的氣體的V－T圖像，該氣體經歷了從a→b→c的狀態變化，圖中ab連線平行于V軸，ac是雙曲線的一部分，bc連線通過坐標原點O，則三個狀態下的壓強滿足A.pb<pa＝pc

B.pa<pb＝pcC.pc>pa＝pb

D.pa>pb＝pc√3.(2023·貴州市六校聯考)如圖所示，粗細均勻、導熱良好的U形管豎直放置，左端頂部密封有一個不變形的容器，容器容積為500cm3；右端有一長為10cm的水銀柱，上端與大氣相通；如果不計大氣壓強變化，這就是一個簡易的氣溫計。已知細管高l＝1m，水平部分長度為10cm，橫截面積為0.5cm2；當溫度為27℃時，右端水銀柱上表面距管口50cm；大氣壓強p0＝75cmHg，水銀始終在右管內。(1)這個氣溫計能測量的最高溫度為多少℃？(結果保留2位有效數字)答案

(1)40℃(2)是分析說明見解析

(2)右管上標刻溫度值時，刻度是否均勻？(請做分析說明)3.(1)由題意可知封閉氣體初始時刻的體積為V1＝500cm3＋0.5×150cm3＝575cm3溫度為T1＝(273＋27)K＝300K，當測量溫度最高時，水銀液面恰好和右管口相平，此時封閉氣體體積為V2＝500cm3＋0.5×200cm3＝600cm3溫度升高時，氣體壓強不變，解得T2≈313K，所以最高溫度為t＝(313－273)℃＝40℃所以ΔT與Δl成正比，故刻度是均勻的。氣體的等容變化1.打足氣的自行車在烈日下曝曬，常常會爆胎，原因是什么？車胎在烈日下曝曬，胎內的氣體溫度升高，氣體的壓強增大，把車胎脹破。2.我國民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，即先加熱罐中氣體，然后迅速將火罐開口端緊壓在人體的皮膚上，待火罐冷卻后，火罐就被緊緊地“吸”在皮膚上。你知道其中的道理嗎？火罐內的氣體體積一定，冷卻后氣體的溫度降低，壓強減小，故在大氣壓力的作用下被“吸”在皮膚上。氣體的等容變化十八世紀，法國科學家查理通過實驗發現，當氣體的體積一定時，各種氣體的壓強和溫度之間都有線性關系，我們把它叫做查理定律。1.氣體的等容變化：一定質量的某種氣體，在____不變時，壓強隨溫度變化的過程。體積氣體的等容變化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_____。(2)表達式：______或_______或______。(3)適用條件：氣體的_____和_____不變。正比p＝CT質量體積(4)p－T和p－t圖像如圖所示。①p－T圖像中的等容線是一條過原點的直線。②p－t圖像中的等容線不過原點，但反向延長線交t軸于－273.15℃。(5)氣體實驗定律適用于壓強不太大、溫度不太低的情況。相當于大氣壓幾倍的壓強，零下幾十攝氏度的溫度的氣體實驗定律都可用。氣體的等容變化AB1.如圖所示為一定質量的氣體在不同體積下的p－T圖線，V1與V2哪一個大？為什么？V1<V2，p－T圖像斜率越小，體積越大。2.根據查理定律和p－T圖像，能否畫出壓強隨攝氏溫度t變化的圖像？p與t成正比嗎？圖像縱軸截距代表什么？4.(2022·山東臨沂市高二期中)一定質量的氣體的壓強隨溫度變化的圖像如圖所示，該氣體從狀態a開始，經歷a→b、b→c、c→a三個過程回到原狀態，下列判斷正確的是A.狀態a氣體的溫度最高B.狀態c氣體的溫度最低C.狀態a的體積小于狀態b的體積D.狀態b的體積小于狀態c的體積√5.在密封容器中裝有某種氣體，在體積不變時，溫度由50℃升到100℃，氣體的壓強變化情況是√6.如圖所示，圓柱形汽缸倒置在水平地面上，汽缸內部封有一定質量的氣體。已知汽缸質量為10kg，缸壁厚度不計，活塞質量為5kg，其橫截面積為50cm2，所有摩擦均不計。當缸內氣體溫度為27℃時，活塞剛好與地面接觸，但對地面無壓力。已知大氣壓強為p0＝1.0×105Pa，g取10m/s2，求：(1)此時封閉氣體的壓強；答案

(1)9.0×104

Pa(2)127℃(2)現使汽缸內氣體溫度升高，當汽缸恰對地面無壓力時，缸內氣體溫度為多少攝氏度？6.(1)當缸內氣體溫度為27℃時，活塞剛好與地面接觸，但對地面無壓力；設此時封閉氣體的壓強為p1，對活塞由平衡條件可得p0S＝p1S＋mg解得p1＝9.0×104

Pa ①(2)現使汽缸內氣體溫度升高，當汽缸恰對地面無壓力時，設此時封閉氣體的壓強為p2，溫度為T2，對汽缸由平衡條件可得p0S＋Mg＝p2S解得p2＝1.2×105

Pa ②已知T1＝300K，對汽缸內氣體，溫度升高過程中，氣體體積不變，即為等容變化，③聯立①②③可得T2＝400K即t2＝127℃。應用查理定律解題的一般步驟(1)確定研究對象，即被封閉的一定質量的氣體。(2)分析被研究氣體在狀態變化時是否符合定律的適用條件：質量一定，體積不變。(3)確定初、末兩個狀態的溫度、壓強。(4)根據查理定律列式。(5)求解結果并分析、檢驗。氣體的等壓變化和等容變化氣體的等壓變化

氣體的等容變化

2.V-