2.3 第1课时 气体的等压变化和等容变化（课件）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案（人教版）

3　气体的等压变化和等容变化  第1课时　气体的等压变化和等容变化 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 新课程标准 素养目标 知道什么是等压变化和等容变化，理解盖吕萨克定律及查理定律的内容及公式。 1.盖-吕萨克定律、查理定律。(物理观念) 2.通过实验找出等压过程和等容过程中各物理量间的关系。(科学思维) 3.通过实验观察，探究影响实验的因素，采取恰当的科学方法提高实验的准确度。(科学探究) 4.了解p-T图像和V-T图像及其物理意义。(科学思维) 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 [知识梳理] 一、气体的等压变化 1．等压变化 一定质量的某种气体，在压强不变时， 随 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 。 体积 温度 正比 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 (3)适用条件：①气体的 不变；②气体的压强不变。 3．等压线 一定质量的气体，在压强不变时，其V-T图像是一条过 的直线，这条直线叫作等压线。 原点 CT 质量 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 二、气体的等容变化 1．等容变化 一定质量的某种气体，在 不变时， 随 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 。 体积 压强 温度 正比 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 (3)适用条件：①气体的 不变；②气体的 不变。 3．等容线 一定质量的某种气体，在体积不变时，其p-T图像是一条过 的直线，这条直线叫作等容线。 CT 质量 体积 原点 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 × √ × 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 2．情景思考 我国民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，即 用一个小罐，将纸燃烧后放入罐内，然后迅速 将火罐开口端紧压在人体的皮肤上，待火罐冷 却后，火罐就被紧紧地“吸”在皮肤上。你知 道其中的道理吗？ 提示：火罐内的气体体积一定，冷却后气体的温度降低，压强减小，故在大气压力作用下被“吸”在皮肤上。 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 提示：水银柱向上移动。说明了在保持气体压强不变的情况下，封闭气体的体积随温度的升高而增大。 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 (2)V-t图像：一定质量的某种气体，在等压过程中，体积V与摄氏温度t是一次线性函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，图像纵轴的截距V0是气体0 ℃时的体积，等压线是一条延长线通过横轴上t＝－273.15 ℃的倾斜直线，且斜率越大，压强越小。 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 (1)求细管的长度； (2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 [解析]　(1)设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h1，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为V1，压强为p1。由玻意耳定律有 pV＝p1V1① 由力的平衡条件有 p＝p0＋ρgh　　② p1＝p0－ρgh　　③ 式中，ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强。由题意有 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 [答案]　(1)41 cm　(2)312 K 物理 选择性必修 第三册 返回导航 下页 上页 针对训练 1.如图所示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，则水温为多少时电路自动断开(　　) 物理 选择性必修