物理3-3人教版8.2《氣體的等容變化和等壓變化》課件6

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歡迎進(jìn)入物理課堂 例1 如圖8 2 3所示甲 乙為一定質(zhì)量的某種氣體的等容或等壓變化圖象 關(guān)于這兩個(gè)圖象的正確說(shuō)法是 A 甲是等壓線 乙是等容線B 乙圖中p t線與t軸交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度是 273 15 而甲圖中V t線與t軸的交點(diǎn)不一定是 273 15 C 由乙圖可知 一定質(zhì)量的氣體 在任何情況下都是p與t成直線關(guān)系D 乙圖表明隨溫度每升高1 壓強(qiáng)增加相同 但甲圖隨溫度的升高壓強(qiáng)不變 思路點(diǎn)撥 V t線或p t線特點(diǎn) 可先由V T p T及T t 273 15推出V t及p t的函數(shù)關(guān)系 再加以判定 自主解答 選A D 由查理定律p CT C t 273 15 及蓋 呂薩克定律V CT C t 273 15 可知 甲圖是等壓線 乙圖是等容線 故A正確 由 外推法 可知兩種圖線的反向延長(zhǎng)線與t軸的交點(diǎn)溫度為 273 15 即熱力學(xué)溫度的0K 故B錯(cuò) 查理定律及蓋 呂薩克定律是氣體的實(shí)驗(yàn)定律 都是在溫度不太低 壓強(qiáng)不太大的條件下得出的 當(dāng)壓強(qiáng)很大 溫度很低時(shí) 這些定律就不成立了 故C錯(cuò) 由于圖線是直線 故D正確 變式訓(xùn)練 一定質(zhì)量的某種氣體在等容變化過(guò)程中 已知0 的壓強(qiáng)為p0 求溫度為t 時(shí)壓強(qiáng)為多大 并判斷溫度每上升1 壓強(qiáng)增加數(shù)值有何特點(diǎn) 解析 設(shè)溫度為t 時(shí)壓強(qiáng)為p 由查理定律知即所以變形得即溫度每升高1 壓強(qiáng)增加數(shù)值相等 為0 壓強(qiáng)的答案 數(shù)值相等 為0 壓強(qiáng)的 例2 如圖8 2 5所示 兩端封閉粗細(xì)均勻 豎直放置的玻璃管內(nèi)有一段長(zhǎng)為h的水銀柱 將管內(nèi)氣體分為兩部分 已知l2 2l1 若使兩部分氣體同時(shí)升高相同的溫度 管內(nèi)水銀柱將如何運(yùn)動(dòng) 設(shè)原來(lái)溫度相同 思路點(diǎn)撥 本題可按以下思路進(jìn)行解題 標(biāo)準(zhǔn)解答 此類問(wèn)題的解答方法一般有 假設(shè)法 和 極限法 兩種 假設(shè)法 先假設(shè)管內(nèi)水銀柱相對(duì)玻璃管不動(dòng) 即兩段空氣柱體積不變 用查理定律求得兩氣柱壓強(qiáng)增量 p1和 p2 進(jìn)而比較壓強(qiáng)增量的大小 若 p1 p2 水銀柱不會(huì)移動(dòng) 若 p1 p2 水銀柱向上移動(dòng) 若 p1 p2 即p1比p2減小得快時(shí) 水銀柱向下移動(dòng) 當(dāng) p1 p2 即p2比p1減小得快時(shí) 水銀柱向上移動(dòng) 由查理定律的公式和等容圖線可判斷 因此此題的假設(shè)法從兩個(gè)方面來(lái)解 1 利用公式 由查理定律 對(duì)于上段氣柱有 p2 T2 p2 T2 得p2 p2T2 T2 p2 p2 p2 p2T2 T2 p2 即 p2 T2p2 T2 同理對(duì)于下段氣柱可得 p1 T1p1 T1 因?yàn)閜1 p2 h p2 T1 T2 T1 T2 所以 p1 p2 即水銀柱向上移動(dòng) 2 利用圖象 首先在同一p T圖線上畫出兩段氣柱的等容圖線 如圖所示 由于兩氣柱在相同溫度T1下壓強(qiáng)不同 所以它們等容線的斜率也不同 氣柱l1的壓強(qiáng)較大 等容線的斜率也較大 從圖中可以看出 當(dāng)兩氣柱升高相同溫度 T時(shí) 其壓強(qiáng)的增量 p1 p2 所以水銀柱向上移動(dòng) 極限法 1 由于管上段氣柱壓強(qiáng)p2較下段氣柱壓強(qiáng)p1小 設(shè)想p2 0 即管上部認(rèn)為近似為真空 于是立即得到 溫度T升高 水銀柱向上移動(dòng) 2 假設(shè)兩部分氣體溫度降低到0K 則上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為零 故降低相同溫度時(shí)水銀柱下降 那么升高相同溫度水銀柱會(huì)上升 變式訓(xùn)練 如圖8 2 6所示 A B兩容器容積相等 用粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管連接 兩容器內(nèi)裝有不同氣體 細(xì)管中央有一段水銀柱 在兩邊氣體作用下保持平衡時(shí) A中氣體的溫度為0 B中氣體溫度為20 如果將它們的溫度都降低10 則水銀柱將 A 向A移動(dòng)B 向B移動(dòng)C 不動(dòng)D 不能確定 解析 選A 由 可知 p 所以A部分氣體壓強(qiáng)減小的多 水銀柱將向左移 1 對(duì)于一定質(zhì)量的氣體 在體積不變時(shí) 壓強(qiáng)增大到原來(lái)的二倍 則氣體溫度的變化情況是 A 氣體的攝氏溫度升高到原來(lái)的二倍B 氣體的熱力學(xué)溫度升高到原來(lái)的二倍C 氣體的攝氏溫度降為原來(lái)的一半D 氣體的熱力學(xué)溫度降為原來(lái)的一半 解析 選B 一定質(zhì)量的氣體體積不變時(shí) 壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比 即 得 B正確 2 2010 臨汾高二檢測(cè) 一定質(zhì)量的氣體保持壓強(qiáng)不變 它從0 升到5 的體積增量為 V1 從10 升到15 的體積增量為 V2 則 A V1 V2B V1 V2C V1 V2D 無(wú)法確定 解析 選A 由蓋 呂薩克定律可知 V1 V2 3 粗細(xì)均勻 兩端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管中 有一段水銀柱將管中氣體分為A和B兩部分 如圖8 2 7所示 已知兩部分氣體A和B的體積關(guān)系是VB 3VA 將玻璃管兩端空氣均升高相同溫度的過(guò)程中 水銀柱將 A 向A端移動(dòng)B 向B端移動(dòng)C 始終不動(dòng)D 以上三種情況都有可能 解析 選C 設(shè)水銀柱不移動(dòng) 由查理定律可知 T T p相同 p相同 所以水銀柱不移動(dòng) C對(duì) 4 一定質(zhì)量的氣體 如果保持它的壓強(qiáng)不變 降低溫度使它的體積為0 時(shí)體積的倍 則此時(shí)氣體的溫度為 A 273 n B 273 1 n n C 273 n 1 n D 273n n 1 解析 選C 0 時(shí)的體積為V0 溫度T0 273K 設(shè)此時(shí)溫度T 273 t 則體積 由蓋 呂薩克定律 得 整理得t 273 n 1 n 故選C 5 某登山運(yùn)動(dòng)員在一次攀登珠穆朗瑪峰的過(guò)程中 他手表的表面玻璃突然爆裂 而這時(shí)手表沒(méi)有受到任何撞擊 通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)該手表的出廠參數(shù)為27 時(shí)表內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1 105Pa 當(dāng)內(nèi)外壓強(qiáng)差超過(guò)6 104Pa時(shí) 手表表面玻璃可能爆裂 若已知當(dāng)時(shí)氣溫是 13 那么手表表面玻璃爆裂時(shí)表內(nèi)氣體壓強(qiáng)為多少 解析 由查理定律可得 答案 8 7 104Pa 一 選擇題 本大題共5小題 每小題5分 共25分 每小題至少一個(gè)選項(xiàng)符合題意 1 2010 東營(yíng)高二檢測(cè) 一定質(zhì)量的氣體 在體積不變時(shí) 溫度由50 加熱到100 氣體的壓強(qiáng)變化情況是 A 氣體壓強(qiáng)是原來(lái)的2倍B 氣體壓強(qiáng)比原來(lái)增加了C 氣體壓強(qiáng)是原來(lái)的3倍D 氣體壓強(qiáng)比原來(lái)增加了 解析 選D 根據(jù)查理定律得 即壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的倍 氣體壓強(qiáng)比原來(lái)增加了 所以正確答案為D 2 如圖1所示是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到狀態(tài)C再到狀態(tài)A的p T圖象 由圖可知 A VA VBB VB VCC VB VCD VA VC 解析 選A A沿直線到B是等容過(guò)程 因此VA VB 故A項(xiàng)正確 連接OC可知 直線OC的斜率比直線OB的斜率小 因此VB VC VA VC 故B C D均錯(cuò)誤 3 一定質(zhì)量的理想氣體V t圖象如圖2所示 在氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程中 氣體的壓強(qiáng) A 一定不變B 一定減小C 一定增加D 不能判定怎樣變化 解析 選D 若BA的延長(zhǎng)線交于t軸上 273 15 則是等壓變化 氣體壓強(qiáng)一定不變 若與t軸交點(diǎn)位于 273 15 的右方 則氣體的壓強(qiáng)一定減小 若與t軸交點(diǎn)位于 273 15 的左方 則氣體的壓強(qiáng)一定增大 4 對(duì)于一定質(zhì)量的氣體 以下說(shuō)法正確的是 A 氣體做等容變化時(shí) 氣體的壓強(qiáng)和溫度成正比B 氣體做等容變化時(shí) 溫度升高1 增加的壓強(qiáng)是原來(lái)壓強(qiáng)的1 273C 氣體做等容變化時(shí) 氣體壓強(qiáng)的變化量與溫度的變化量成正比D 由查理定律可知 等容變化中 氣體溫度從t1升高到t2時(shí) 氣體壓強(qiáng)由p1增加到p2 且p2 p1 1 t2 t1 273 解析 選C 一定質(zhì)量的氣體做等容變化 氣體的壓強(qiáng)跟熱力學(xué)溫度成正比 跟攝氏溫度不成正比關(guān)系 選項(xiàng)A錯(cuò) 根據(jù)公式pt p0 1 t 273 其中p0是0 時(shí)的壓強(qiáng) B選項(xiàng)錯(cuò)誤 由公式得選項(xiàng)C正確 D項(xiàng)中得故D項(xiàng)錯(cuò)誤 5 2010 ?？诟叨z測(cè) 如圖3 某同學(xué)用封有氣體的玻璃管來(lái)測(cè)絕對(duì)零度 當(dāng)容器水溫是30刻度線時(shí) 空氣柱長(zhǎng)度為30cm 當(dāng)水溫是90刻度線時(shí) 空氣柱的長(zhǎng)度是36cm 則該同學(xué)測(cè)得的絕對(duì)零度相當(dāng)于刻度線 A 273B 270C 268D 271 解析 選B 由等壓變化知所以有 即 T 300 所以絕對(duì)零度應(yīng)是30 300 270 B對(duì) 二 計(jì)算題 本大題共3小題 共25分 6 6分 汽車行駛時(shí)輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故 太低又會(huì)造成耗油量上升 已知某型號(hào)輪胎能在 40 90 范圍內(nèi)正常工作 為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時(shí)的最高胎壓不超過(guò)3 5atm 那么 在t 20 時(shí)給該輪胎充氣 充氣后的胎壓最大為多少 設(shè)輪胎的體積不變 解析 對(duì)于胎內(nèi)氣體T1 273 20 K 293KT2 273 90 K 363Kp2 3 5atm由查理定律得p1 2 83atm 答案 2 83atm 7 9分 一定質(zhì)量的空氣 27 時(shí)的體積為1 0 10 2m3 在壓強(qiáng)不變的情況下 溫度升高100 時(shí)體積是多大 解析 一定質(zhì)量的空氣 在等壓變化過(guò)程中 可以運(yùn)用蓋 呂薩克定律求解 空氣的初 末狀態(tài)參量分別為初狀態(tài) T1 273 27 K 300K V1 1 0 10 2m3 末狀態(tài) T2 273 27 100 K 400K 由蓋 呂薩克定律得氣體溫度升高100 時(shí)的體積為答案 1 33 10 2m3 8 10分 圖4如圖4所示 汽缸中封閉著溫度為100 的空氣 一重物用繩索經(jīng)滑輪跟汽缸中活塞相連接 重物和活塞都處于平衡狀態(tài) 這時(shí)活塞離汽缸底的高度為10cm 如果缸內(nèi)空氣變?yōu)? 重物將上升多少厘米 解析 汽缸中氣體發(fā)生的是等壓變化 初狀態(tài)V1 10S T1 373K 末狀態(tài)V2 lS T2 273K 由 得V2 7 32S 即活塞到缸底的距離為7 32cm 所以重物將上升 l 10 7 32 cm 2 68cm 答案 2 68cm 1 如圖所示 四個(gè)兩端封閉 粗細(xì)均勻的玻璃管內(nèi)的空氣被一段水銀柱隔開 按圖中標(biāo)明的條件 當(dāng)玻璃管水平放置時(shí) 水銀柱處于靜止?fàn)顟B(tài) 如果管內(nèi)兩端的空氣都升高相同的溫度 則水銀柱向左移動(dòng)的是 解析 選C D 假設(shè)升溫后 水銀柱不動(dòng) 則壓強(qiáng)要增加 由查理定律有 壓強(qiáng)的增加量 而各管原來(lái)p相同 所以 p 即T高 p小 也就可以確定水銀柱應(yīng)向溫度高的方向移動(dòng) 故C D項(xiàng)正確 2 如圖所示 為一定質(zhì)量的理想氣體的p 1 V圖象 圖中BC為過(guò)原點(diǎn)的直線 A B C為氣體的三個(gè)狀態(tài) 則下列說(shuō)法中正確的是 A TA TB TCB TA TB TCC TA TB TCD TA TB TC 解析 選A 由題圖可知A B為等容變化 根據(jù)查理定律 知pA pB TA TB 由B C為等溫變化 即TB TC 所以TA TB TC 選項(xiàng)A正確 3 某水銀氣壓計(jì)的玻璃管頂部高出水銀槽液面1m 如圖所示 因上部混入少量空氣 使其讀數(shù)不準(zhǔn) 當(dāng)氣溫為27 時(shí) 標(biāo)準(zhǔn)氣壓計(jì)讀數(shù)為76cmHg時(shí) 該氣壓計(jì)讀數(shù)為70cmHg 若在氣溫為 3 時(shí) 用該氣壓計(jì)測(cè)量氣壓 讀數(shù)仍為70cmHg 則實(shí)際氣壓為多少cmHg 解析 初態(tài) p1 76 70 cmHg 6cmHg T1 300K末態(tài) p2 p0 70 cmHg T2 270K由查理定律得 p0 75 4cmHg 答案 75 4cmHg 4 電燈泡內(nèi)充有氮 氬混合氣體 如果要使燈泡內(nèi)的混合氣體在500 時(shí)的壓強(qiáng)不超過(guò)一個(gè)大氣壓 則在20 的室溫下充氣 電燈泡內(nèi)氣體壓強(qiáng)至多能充到多少 解析 忽略燈泡容積的變化 氣體為等容變化 找出氣體的初 末狀態(tài) 運(yùn)用查理定律的兩種表述皆可求解 解法一 燈泡內(nèi)氣體初 末狀態(tài)的參量為氣體在500 時(shí) p1 1atm T1 273 500 K 773K 氣體在20 時(shí) 熱力學(xué)溫度為T2 273 20 K 293K 由查理定律得解法二 設(shè)t1 500 時(shí)氣體的壓強(qiáng)為p1 t2 20 時(shí)氣體的壓強(qiáng)為p2 0 時(shí)氣體的壓強(qiáng)為p0 由查理定律可得 所以故答案 0 38atm 5 如圖 甲 是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V T圖象 已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)是1 5 105Pa 1 說(shuō)出A B過(guò)程中壓強(qiáng)變化的情形 并根據(jù)圖象提供的信息 計(jì)算圖中TA的溫度值 2 請(qǐng)?jiān)趫D 乙 坐標(biāo)系中 作出由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p T圖象 并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母A B C 如果需要計(jì)算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值 請(qǐng)寫出計(jì)算過(guò)程 解析 1 由題圖 甲 可以看出 B與A的連線的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)O 所以A B是一個(gè)等壓變化過(guò)程 即pA pB 根據(jù)蓋 呂薩克定律可得 所以 2 由題圖 甲 可知 由B C是等容變化 根據(jù)查理定律得 所以則可畫出由狀態(tài)A B C的p T圖象如圖所示 答案 1 200K 2 見解析 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全