2.3（导学案）气体的等压变化和等容变化-2021-2022学年高二物理备课优选课件+导学案（人教版2019选择性必修第三册）

第3节　气体的等压变化和等容变化 【知识梳理与方法突破】 一、气体的等压变化 1．盖—吕萨克定律的适用范围 压强不太大，温度不太低。原因同查理定律。 2．公式变式 由＝得＝， 所以ΔV＝V1，ΔT＝T1， 3．等压线 (1)V­T图像 ①意义：反映了一定质量的气体在等压变化中体积与热力学温度T成正比的关系。 ②图像：过原点的倾斜直线。 ③特点：斜率越大，压强越小。 (2)V­t图像 ①意义：反映了一定质量的气体在等压变化中体积与摄氏温度t成线性关系。 ②图像：倾斜直线，延长线与t轴交点为－273.15 ℃。 ③特点：连接图像中的某点与(－273.15 ℃，0)，连线的斜率越大，压强越小。 【例1】一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度为0℃时，其体积为，当温度升高为时，体积为V，那么每升高1℃增大的体积等于（　　） A． B． C． D． 【针对训练1】图示为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象，下列关于这两个图象的说法正确是（　　） A．甲是等容线，乙是等压线 B．乙图中线与t轴交点对应的温度是273.15℃，而甲图中线与t轴的交点不一定是273.15℃ C．由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是P与t成直线关系 D．乙图表明温度每升高1℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变 二、气体的等容变化 1．查理定律的适用条件 压强不太大，温度不太低的情况。当温度较低，压强较大时，气体会液化，定律不再适用。 2．公式变式 由＝得＝或Δp＝p1，ΔT＝T1。 3．等容线 (1)p ­T图像 ①意义：反映了一定质量的气体在等容变化中，压强p与热力学温度T成正比的关系。 ②图像：过原点的倾斜直线。 ③特点：斜率越大，体积越小。 (2)p­t图像 ①意义：反映了一定质量的气体在等容变化中，压强p与摄氏温度t的线性关系。 ②图像：倾斜直线，延长线与t轴交点为－273.15 ℃。 ③特点：连接图像中的某点与(－273.15 ℃，0)连线的斜率越大，体积越小。 【例2】对封闭在氧气筒内的氧气，当它的温度从20℃升高到40℃时，它的压强（　　） A．变为原来的2倍 B．变为原来的倍 C．增加了0℃压强的倍 D．增加了原来压强的倍 【针对训练2】一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是 （　　） A．a→b过程中，气体体积变小，温度降低 B．b→c过程中，气体温度不变，体积变小 C．c→a过程中，气体体积变小，压强增大 D．c→a过程中，气体压强增大，温度升高 三、理想气体的状态方程 1.理想气体状态方程与气体实验定律 ＝⇒ 由此可见，三个气体实验定律是理想气体状态方程的特例。 2.理想气体状态变化的图像 一定质量的理想气体的状态参量p、V、T可以用图像上的点表示出来，用点到点之间的连线表示气体从一个平衡态(与点对应)到另一个平衡态的变化过程。利用图像对气体状态、状态变化及规律进行分析，是常用的方法。 【例3】一定质量的理想气体，从图中A状态开始，经历了B、C最后到D状态，下列说法正确的是（　　） A．A→B温度不变，气体体积变大 B．B→C压强不变，气体体积变大 C．C→D压强变小，气体体积变小 D．B状态气体体积最大，C、D状态气体体积最小 【针对训练3】如图，p-T图上a、b两点，表示一定质量的理想气体的两个状态，则气体在两个状态的体积之比Va：Vb为（　　） A．3：1 B．1：3 C．9：2 D．2：9 四、气体实验定律的微观解释 1．玻意耳定律 (1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小。 (2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变。体积越小，分子的数密度越大，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大，如图所示。 体积大　　 体积小 2．盖一吕萨克定律 (1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小。 (2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素，即分子的数密度减小，所以气体的体积增大，如图所示。 3．查理定律 (1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小。 (2)微观解释：体积不变，则分子的数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁单位面积的作用力变大，所以气体的压强增大，如图所示。 【例4】下列说法正确的是（　　） A．气体对容器壁的压强就是大量气体分子作用在容器壁单位面积上的平均作用力 B．气体对容器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在容器壁上的平均作用力 C．气体分子热运动的平均速率减小，气体的压强一定减小 D．单位体积的气体分子数增加