第二章 3.气体的等压变化和等容变化（教参Word）- 【勤径学升·同步练测】2022-2023学年高二新教材物理选择性必修第三册（人教版）

3.气体的等压变化和等容变化 学习目标 1.知道什么是等压变化和等容变化。 2.知道查理定律和盖－吕萨克定律的内容、表达式，并会利用它们解决有关气体问题。 3.知道p-T图像和V-T图像及其物理意义。 4.知道什么是理想气体，了解实际气体可以看作理想气体的条件。 5.能从微观角度解释气体实验定律。 [对应学生用书第33页] 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，体积随温度变化的过程，叫作等压变化。 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成正比。 （2）表达式：V＝CT或＝。 （3）适用条件 ①气体的质量不变；②气体的压强不变。 （4）图像 ①V-T图像：气体的体积V随热力学温度T变化的图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且p1＜p2，即斜率越小，压强越大。 ②V-t图像：体积V与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等压线是一条延长线通过横轴上－273.15 ℃的倾斜直线，且斜率越大，压强越小，图像纵轴的截距V0是气体在0 ℃时的体积。 二、气体的等容变化 1.一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程叫作气体的等容变化。 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成正比。 （2）公式：p＝CT或＝。 （3）适用条件 ①气体的质量不变；②气体的体积不变。 （4）图像 ①p-T图像：气体的压强p和热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且V1＜V2，即体积越大，斜率越小。 ②p-t图像：压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等容线是一条延长线通过横轴上－273.15 ℃的倾斜直线，且斜率越大，体积越小。图像纵轴的截距p0是气体在0 ℃时的压强。 三、理想气体 1.气体实验定律的适用条件：气体实验定律是在压强不太大（相对大气压）、温度不太低（相对室温）的条件下总结出来的。当压强很大、温度很低时，由上述规律计算的结果与实际测量结果有很大的差别。 2.理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。 3.理想气体与实际气体：在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，把实际气体当成理想气体来处理。 四、气体实验定律的微观解释 1.玻意耳定律：一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的。在这种情况下，体积减小时，分子的数密度增大，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就增大。 2.盖－吕萨克定律：一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大；只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变。 3.查理定律：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。 1.判断下列说法的正误（正确的画“√”，错误的画“×”）。 （1）查理定律的数学表达式＝C，其中C是一常量，C是一个与气体的质量、压强、温度、体积均无关的恒量。 （×） （2）无论是盖－吕萨克定律的V-t图像还是V-T图像，其斜率都能表示气体压强的大小，斜率越大，压强越大。 （×） （3）能用气体实验定律来解决的问题不一定能用理想气体状态方程来求解。 （×） （4）对于不同的理想气体，其状态方程＝C（恒量）中的恒量C相同。 （×） 2.已知湖水深度为20 m，湖底水温为4 ℃，水面温度为17 ℃，大气压强为1.0×105 Pa。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的　　　　倍。（取g＝10 m/s2，ρ水＝1.0×103 kg/m3）  答案　3.1 [对应学生用书第35页] 要点一　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？ （2）打足气的自行车在烈日下曝晒，常常会爆胎，原因是什么？ 提示：（1）放置一段时间后，杯内的空气温度降低，压强减小，外界的大气压强大于杯内空气压强，所以杯盖很难打开。 （2）车胎在烈日下曝晒，胎内的气体温度升高，气体的压强增大，把车胎胀破。 1.查理定律及推论 表示一定质量的某种气体从初状态（p、T）开始发生等容变化，其压强的变化量Δp与温度的变化量ΔT成正比。 2.p-T图像和p-t图像 （1）p-T图像：一定质量的某种气体，在等容变化过程中，气体的压强p和热力学温度T的图线是延长线过原点的倾斜直线，如图甲所示，且V1＜V2，即体积越大，斜率越小。 （2）p-t图像：一定质量的某种气体，在等容变化过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等容线是一条延长线通过横轴上－273.15 ℃的倾斜直线，且斜率越大，体积