高中物理人教版 (新课标)选修32 气体的等容变化和等压变化导学案及答案

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气体的等容变化和等压变化 [学习目标]掌握查理定律及其应用，理解P—T图象的意义掌握盖••吕萨克定律及其应用，理解V—T图象的意义[自主学习]气体的等容变化1、法国科学家查理在分析了实验事实后发现，一定质量的气体在体积不变时，各种气体的压强与温度之间都有线性关系， 从图8—11甲可以看出，在等容过程中，压强P与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的 关系。但是，如果把图8—11甲直线AB延长至与横轴相交，把交点当做坐标原点。建立新的坐标系（如图8—11乙所示），那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了。图乙坐标原点的意义为 。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 。POPT/KOAABBt/0c273.15图8—11甲乙 2、查理定律的内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强P与热力学温度T成 比。OPTV1V2V3图8—12 3、公式： 、 、 。 4、气体在体积不变的情况下，发生的状态变化过程，叫做 过程。表示该过程的P—T图象称为 。一定质量的气体的等容线是 线。一定质量的某种气体在不同体积下的几条等容线如图8—12所示，其体积的大小关系是 。二、气体的等压变化OVTP1P2P3图8—13 1、盖••吕萨克定律内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成 比。2、公式： 、 、 。3、气体在压强不变的情况下发生的状态变化的过程， 叫做 过程，表示变化过程的V—T图象称为 。一定质量的某种气体的等压线是 线。图8—13中是一定质量的某种气体在不同压强下的几条等压线，其压强的大小关系是 。[典型例题]水平放置，粗细均匀，两侧都封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为两部分如图8—14所示，将玻璃管温度均匀升高的过程中，水银柱将（ ）图8—14向右移动 B、向左移动 始终不动 D、以上三种情况都有可能如果左边气体温度比右边温度高，在此基础上两边升高相同的温度哪？灯泡内充有氮氩混合气体，如果要使灯泡内的混合气体在500℃时的压强不超过1atm，在20℃下充气，灯泡内气体的压强至多能充到多少？ACB图8—15如图8—15所示，气缸Ａ中封闭有一定质量的气体，活塞B与A的接触是光滑的且不漏气，Ｂ上放一重物Ｃ，Ｂ与Ｃ的总量为Ｇ，大气压为Ｐ0。当气缸内气体温度是20℃时，活塞与气缸底部距离为h1；当气缸内气体温度是100℃时活塞与气缸底部的距离是多少？如图8—16甲所示，是一定质量的气体由状态Ａ经过状态Ｂ变为状态Ｃ的Ｖ—Ｔ图象。已知气体在状态Ａ时的压强是１.５×１０５Ｐａ说出从Ａ到Ｂ过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中ＴＡ的温度值。TABV/m30.40.6O300400T/KAC0.5P/105PaT/K100200300400O1.51.02.0甲乙图8—16请在图乙坐标系中，作出由状态Ａ经过状态Ｂ变为状态Ｃ的Ｐ—Ｔ图象，并在图线相应位置上标出字母Ａ、Ｂ、Ｃ。如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程。[针对训练]ABh图8—17如图8—17所示，竖直放置，粗细均匀，两端封闭的玻璃管中有一段水银，将空气隔成A、B两部分，若使管内两部分气体的温度同时升高相同的温度，则管内的水银柱将向哪个方向移动？一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度由00C升高到100C时，其压强的增量为△P1，当它由1000C升高到1100C时，其压强的增量为△P2，则△P1与△P2之比是 。3、设大气压强保持不变，当室温由60C升高到270C时，室内的空气将减少 %。4、使一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序变化，图线BC是一段以纵、横轴为渐近线的双曲线。（1）已知气体在状态A的温度TA=300K，求气体在状态B、C、D的温度各是多少？20P/atmV/L244010300ABCD1040V/LT/K3006000203050甲乙图8—18（2）将上述状态变化过程在图8—18乙中画出，图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化的方向，说明每段图线各表示什么过程？[能力训练]下面图中描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是（ ）PTOPTOPTOPOt/0C-273A B C D一个密闭的钢管内装有空气，在温度为200C时，压强为1atm，若温度上升到800C，管内空气的压强为（ ）A、4atm B、1atm/4 C、1.2atm D、5atm/63、一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了1/2，若气体原来温度为270C，则温度的变化是（ ）A、升高450K B、升高了1500C C、升高了40.50C D、升高了4500CPOTAB图8—20CVOTABC图8—194、如图8—19所示，是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V—T图象，由图象可知（ ）A、PA＞PB B、PC＜PBC、PA＞PC D、PC＞PB5、如图8—20所示，是一定质量的气体从状态A经B到状态C的P—T图象，由图象可知（ ）A、VA＝VB B、VB＝VC C、VB＜VC D、VA＞VC6、一定质量的气体在体积不变时，下列有关气体的状态变化说法正确的是（ ）A、温度每升高10C，压强的增加是原来压强的1/273B、温度每升高10C，压强的增加是00C时压强的1/273C、气体压强和热力学温度成正比D、气体压强与摄氏温度成正比图8—217、在密闭容器中，当气体的温度升高1K时，气体的压强比原来增加了0.4%，则容器中气体原来的温度为 8、体积V=100cm3的空球带有一根有刻度的均匀长管，管上共有N=101个刻度（长管与球连接处为第一个刻度，向上顺序排列）相邻两刻度间管的容积为0.2cm3，管中有水银滴将球内空气与大气隔开，如图8—21所示。当温度t=50C时，水银液滴在刻度N=21的地方，若外界大气压不变，用这个装置测量温度的范围是 。*9、神州六号起飞前，仪器舱内气体的压强P0=1atm，温度t0=270C，在火箭竖直向上飞行的过程中，加速度的大小等于重力加速度g，仪器舱内水银气压计的示数为P=0.6P0，已知仪器舱是密封的，那么，这段过程中舱内的温度是多少？1m70cm图8—2210、如图8—22所示，某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面1m，因上部混入少量空气使读数不准，当气温为270C时、标准气压计读数为76cmHg时，该气压计读数为70cmHg，求：（1）在相同气温下，若用该气压计测量气压，测得读数为68cmHg，则实际气压应为多少？（2）若气温为—30C时，用该气压计测得气压计读数为70 cmHg，则实际气压为多少？[学后反思]参考答案[自主学习]气体的等容变化正比，气体的压强为零时其温度为零，热力学温度的0 K正P/T=C，P1/T1=P2/T2，P1/P2=T1/T2等容，等容图象，过原点的直，V3＞V2＞V1气体的等压变化正 2、V/T=C，V1/T1=V2/T2 ，V1/V2=T1/T2等压，等压图象，P3＞P2＞P1[典型例题]1、B 向左移动 2、0.38atm 3、1.3h1 4、（1）200K （2）略[针对练习]1、由A向B 2、1∶1 3、7 4、（1）TB=TC=600K TD=300K （2）图略 AB等压膨胀 BC等温膨胀 CD等压压缩[能力训练]1、C、D 2、C 3、B 4、D 5、B 6、B、C 7、250K 8、－6.3℃到47.8℃9、360K 10、（1）73.6cmHg （2）75.4cmHg