高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体3 气体的等压变化和等容变化第一课时学案

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体3 气体的等压变化和等容变化第一课时学案，共5页。

[学习目标] 1.知道什么是等压变化和等容变化。2.掌握查理定律和盖—吕萨克定律的内容、表达式和适用条件，并会进行相关分析计算(重难点)。3.理解p－T图像和V－T图像及其物理意义(重点)。
气体的等压变化
烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么？
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1．等压变化：一定质量的某种气体，在______不变时，体积随温度变化的过程。
2．盖—吕萨克定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成________。
(2)表达式：V＝________或eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)或eq \f(V,T) ＝eq \f(ΔV,ΔT)。
(3)适用条件：气体的________和________不变。
(4)图像：如图所示。V－T图像中的等压线是一条________________________。
1.如图所示为一定质量的气体在不同压强下的V－T图线，p1和p2哪一个大？
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2．根据等压变化的V－T图像，试画出等压变化的V－t图像，该图像有什么特点？
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例1 (2023·孝感市高二期中)如图为一定质量的理想气体的V－T图像，该气体经历了从a→b→c的状态变化，图中ab连线平行于V轴，ac是双曲线的一部分，bc连线通过坐标原点O，则三个状态下的压强满足( )
A．pbC．pc>pa＝pb D．pa>pb＝pc
例2 (2022·徐州一中高二开学考试)如图为一简易恒温控制装置，一根足够长的玻璃管竖直放置在水槽中，玻璃管内装有一段长L＝4 cm 的水银柱，水银柱下方封闭有一定质量的气体(气体始终处在恒温装置中且均匀受热)。开始时，开关S断开，水温为27 ℃，水银柱下方空气柱的长度为L0＝20 cm，电路中的A、B部分恰好处于水银柱(水银可导电)的正中央。闭合开关S后，电热丝对水缓慢加热使管内气体温度升高；当水银柱最下端恰好上升到A、B处时，电路自动断开，电热丝停止加热，大气压强p0＝76 cmHg不变。则水温为多少时电路自动断开？
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应用盖—吕萨克定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体。
(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件：质量一定，压强不变。
(3)确定初、末两个状态的温度、体积。
(4)根据盖—吕萨克定律列式。
(5)求解结果并分析、检验。
二、气体的等容变化
1．为什么拧上盖的水杯(内盛半杯热水)放置一段时间后很难打开杯盖？
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2．打足气的自行车在烈日下曝晒，常常会爆胎，原因是什么？
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1．等容变化：一定质量的某种气体，在______不变时，压强随温度变化的过程。
2．查理定律
(1)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_____________
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(2)表达式：p＝________或eq \f(p1,T1)＝eq \f(p2,T2)或eq \f(p,T) ＝eq \f(Δp,ΔT)。
(3)适用条件：气体的______和______不变。
(4)p－T和p－t图像如图。
3．气体实验定律适用于压强______________、温度____________的情况。相当于大气压几倍的压强，零下几十摄氏度的温度，气体实验定律都适用。
如图所示为一定质量的气体在不同体积下的p－T图线，V1与V2哪一个大？
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(1)一定质量的气体，等容变化时，气体的压强与摄氏温度成正比。( )
(2)“拔火罐”时，火罐冷却，罐内气体的压强小于大气的压强，火罐就被“吸”在皮肤上。
( )
(3)查理定律的数学表达式eq \f(p,T)＝C，其中C是一个与气体的质量、压强、温度、体积均无关的恒量。( )
例3 在密封容器中装有某种气体，在体积不变时，温度由50 ℃加热到100 ℃，气体的压强变化情况是( )
A．气体的压强变为原来的2倍
B．气体的压强比原来增加了eq \f(50,323)
C．气体的压强变为原来的eq \f(373,273)
D．气体的压强比原来增加了eq \f(50,373)
例4 如图所示，圆柱形汽缸倒置在水平地面上，汽缸内部封有一定质量的气体。已知汽缸质量为10 kg，缸壁厚度不计，活塞质量为5 kg，其横截面积为50 cm2，所有摩擦均不计。当缸内气体温度为27 ℃时，活塞刚好与地面接触，但对地面无压力。已知大气压强为p0＝1.0×105 Pa，g取10 m/s2，求：
(1)此时封闭气体的压强；
(2)现使汽缸内气体温度升高，当汽缸恰对地面无压力时，缸内气体温度为多少摄氏度？
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应用查理定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体。
(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件：质量一定，体积不变。
(3)确定初、末两个状态的温度、压强。
(4)根据查理定律列式。
(5)求解结果并分析、检验。