物理3-3人教版8.2《氣體的等容變化和等壓變化》課件1

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歡迎進入物理課堂 2 氣體的等容變化和等壓變化 一 氣體的等容變化1 等容變化 一定質量的氣體在體積不變時隨的變化 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 壓強 溫度 正比 p CT 3 圖象 4 適用條件 氣體的不變 氣體的不變 質量 體積 二 氣體的等壓變化1 等壓變化 一定質量的氣體 在壓強不變的情況下 隨的變化 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 體積與熱力學溫度成 2 表達式 或或 體積 溫度 正比 V CT 3 圖象 特別提醒 若橫軸用攝氏度t表示 則在p t圖象中的等容線或V t圖象中的等壓線均不再過原點 它們的延長線應過 273 15 4 適用條件 氣體不變 氣體不變 質量 壓強 一 查理定律與蓋 呂薩克定律的比較 如圖甲所示 為一定質量的氣體由狀態(tài)A經過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V T圖象 已知氣體在狀態(tài)A時的壓強是1 5 105Pa 1 說出A B過程中壓強變化的情形 并根據圖象提供的信息 計算圖中TA的溫度值 2 請在圖乙所示的坐標系中 作出由狀態(tài)A經過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p T圖象 并在圖象相應位置上標出字母A B C 如果需要計算才能確定有關坐標值 請根據實際情況寫出計算過程 二 一定質量的氣體不同圖象比較 一定質量氣體的狀態(tài)變化過程的p V圖線如圖所示 其中A是初始態(tài) B C是中間狀態(tài) A B為雙曲線的一部分 B C與縱軸平行 C A與橫軸平行 如將上述變化過程改用p T圖線和V T圖線表示 則在下列的各圖中正確的是 解析 在p V圖象中 氣體由A B是等溫過程 且壓強減小 氣體體積增大 由B C是等容過程 且壓強增大 氣體溫度升高 由C A是等壓過程 且體積減小 溫度降低 由此可判斷在p T圖中A錯 B正確 在V T圖中C錯 D正確 答案 BD 有人設計了一種測溫裝置 其結構如圖所示 玻璃泡A內封有一定量氣體 與A相連的B管插在水槽中 管內水銀面的高度x即可反映泡內氣體的溫度 即環(huán)境溫度 并可由B管上的刻度直接讀出 設B管的體積與A玻璃泡的體積相比可忽略不計 在1標準大氣壓下對B管進行溫度刻度 1標準大氣壓相當于76cmHg的壓強 等于101kPa 已知當溫度t1 27 時 管內水銀面高度x1 16cm 此高度即為27 的刻度線 問t 0 的刻度線在何處 思路點撥 答案 21 4cm 反思總結 利用查理定律解題的一般步驟 1 確定研究對象 即被封閉的氣體 2 分析被研究氣體在狀態(tài)變化時是否符合定律條件 是否是質量和體積保持不變 3 確定初 末兩個狀態(tài)的溫度 壓強或溫度 體積 4 按查理定律公式列式求解 5 分析檢驗求解結果 跟蹤發(fā)散 1 1 用易拉罐盛裝碳酸飲料非常衛(wèi)生和方便 但如果劇烈碰撞或嚴重受熱會導致爆炸 我們通常用的可樂易拉罐容積V 355mL 假設在室溫 17 罐內裝有0 9V的飲料 剩余空間充滿CO2氣體 氣體壓強為1atm 若易拉罐承受的壓強為1 2atm 則保存溫度不能超過多少 答案 75 如圖所示 活塞的質量為m 大氣壓強為p0 當密閉氣體的溫度由T1升高到T2時 求 1 溫度為T2時氣體的壓強 2 溫度為T2時的氣體體積 汽缸的橫截面積為S 忽略活塞與汽缸間的摩擦 溫度T1時氣體的體積為V1 思路點撥 反思總結 利用蓋 呂薩克定律解題的一般步驟 1 確定研究對象 即某被封閉氣體 2 分析狀態(tài)變化過程 明確初 末狀態(tài) 確認在狀態(tài)變化過程中氣體的質量和體積保持不變 3 分別找出初 末兩狀態(tài)的溫度 壓強或溫度 體積 4 根據蓋 呂薩克定律列方程求解 5 分析所求結果是否合理 跟蹤發(fā)散 2 1 一氣象探測氣球 在充有壓強為1 00atm 即76 0cmHg 溫度為27 0 的氦氣時 體積為3 50m3 在上升至海拔6 50km高空的過程中 氣球內氦氣的壓強逐漸減小至此高度上的大氣壓36 0cmHg 氣球內部因啟動一持續(xù)加熱過程而維持其溫度不變 此后停止加熱 保持高度不變 已知在這一海拔高度氣溫為 48 0 求 1 氦氣在停止加熱前的體積 2 氦氣在停止加熱較長一段時間后的體積 解析 1 在氣球上升至海拔6 50km高空的過程中 氣球內氦氣經歷一等溫過程 根據玻意耳定律有p1V1 p2V2 式中 p1 76 0cmHg V1 3 50m3 p2 36 0cmHg V2是在此等溫過程末氦氣的體積 由 式得V2 7 39m3 2 在停止加熱較長一段時間后 氦氣的溫度逐漸從T1 300K下降到與外界氣體溫度相同 即T2 225K 這是一等壓過程 根據蓋 呂薩克定律有 答案 1 7 39m3 2 5 54m3 如圖所示 一定質量的氣體從狀態(tài)A經B C D再回到A 問AB BC CD DA是什么過程 已知氣體在狀態(tài)A時的體積是1L 求在狀態(tài)B C D時的體積各為多少 并把此圖改為p V圖 解析 A B為等容線 壓強隨溫度升高而增大 B C為等壓過程 體積隨溫度升高而增大 C D為等溫變化 體積隨壓強減小而增大 D A為等壓變化 體積隨溫度降低而減小 答案 見解析 反思總結 圖象的分析方法及應用 1 圖象上的某一點表示一定質量氣體的一個平衡狀態(tài) 圖象上的某一線段 表示一定質量氣體的狀態(tài)變化的一個過程 2 應用圖象解決問題時 要注意數學公式與圖象的數圖轉換 圖象與物理過程 物理意義之間的關系 3 在圖形轉換時 關鍵是要明確狀態(tài)的各個參量 并正確分析出各過程的性質及圖象特點 跟蹤發(fā)散 3 1 如圖所示 為一定質量的理想氣體p 1 V圖象 圖中BC為過原點的直線 A B C為氣體的三個狀態(tài) 則下列說法中正確的是 A TA TB TCB TA TB TCC TA TB TCD TA TB TC 解析 由題圖可知A B為等容變化 根據查理定律 pA pB TA TB 由B C為等溫變化 即TB TC 所以TA TB TC 選項A正確 答案 A 1 描述一定質量的氣體作等容變化的過程的圖線是圖中的 解析 等容變化的過程的p t圖在t軸上的交點坐標是 273 0 D正確 答案 D 2 如圖所示 在一只燒瓶上連一根玻璃管 把它跟一個水銀壓強計連在一起 燒瓶里封閉著一定質量的氣體 開始時水銀壓強計U形管兩端水銀面一樣高 下列情況下 為使U形管兩端水銀面一樣高 管A的移動方向是 A 如果把燒瓶浸在熱水中 應把A向下移B 如果把燒瓶浸在熱水中 應把A向上移C 如果把燒瓶浸在冷水中 應把A向下移D 如果把燒瓶浸在冷水中 應把A向上移解析 使U形管兩端水銀面一樣高 即保持封閉氣體的壓強始終等于外界大氣壓而不變 若把燒瓶浸在熱水中 氣體體積增大 A中水銀面上升 為使兩管水銀等高 應把A下移 故A項正確 B錯 若把燒瓶浸在冷水中 氣體體積減小 B管中水銀面上升 為使兩管水銀面等高 應把A管上移 故C錯 D對 答案 AD 3 2011 臨沂聯考 如圖所示 兩端開口的U形管 右側直管中有一部分空氣被一段水銀柱與外界隔開 若在左管中再注入一些水銀 平衡后則 A 下部兩側水銀面A B高度差h減小B h增大C 右側封閉氣柱體積變小D 水銀面A B高度差h不變解析 在左管中注入水銀過程中 右管中的封閉氣體的壓強不變 所以水銀面A B高度差h不變 故選D 答案 D 4 一定質量的某種氣體自狀態(tài)A經狀態(tài)C變化到狀態(tài)B 這一過程的V T圖象如圖所示 則 A 在過程A C中 氣體的壓強不斷變小B 在過程C B中 氣體的壓強不斷變大C 在狀態(tài)A時 氣體的壓強最小D 在狀態(tài)B時 氣體的壓強最大 答案 BCD 5 2011 上海單科 4 如圖 一定量的理想氣體從狀態(tài)a沿直線變化到狀態(tài)b 在此過程中 其壓強 A 逐漸增大B 逐漸減小C 始終不變D 先增大后減小解析 在V T圖象中 各點與坐標原點連線的斜率表示壓強的大小 斜率越小 壓強越大 答案 A 6 如圖所示 這是一種氣體溫度計的示意圖 測溫泡B內存儲有一定氣體 經毛細管與水銀壓強計的左臂M相連 測溫時 使測溫泡與待測系統做熱接觸 上下移動壓強計的右臂M 使左臂中的水銀面在不同溫度下始終固定在同一位置O處 以保持氣體的體積不變 已知在標準狀態(tài)下大氣壓強為p0 左 右臂水銀面的高度差為h0 實際測溫時 大氣壓強為p1 左 右臂水銀面的高度差為h1 試用上述物理量推導所測攝氏溫度t的表達式 壓強單位都是cmHg 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全