第三课 气体的等压变化和等容变化（课件）-2022-2023学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第三册）

§2.3 气体的等压变化和等容变化 ——盖·吕萨克定律、查理定律 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？ 新课导入 一、气体的等压变化 1．等压过程： 气体在压强不变的情况下发生的状态变化过程叫做等压过程． 猜想 在等压变化中，气体的体积与温度可能存在着什么关系？ 2．一定质量气体的等压变化． 实验设计： 如图所示，改变瓶中气体温度，上下移动A管使U型管中两水银面保持在同一水平位置（即使瓶中的气体压强保持等于外界大气压强不变） 可得到，气体温度升高，体积增大；气体温度降低，体积减小． 等压变化实验探究: 3．盖·吕萨克定律： 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度成正比（ V T ）. 可写成　　　　　　　 （1）是实验定律，由法国科学家盖·吕萨克通过实验发现的． （3）在 V/T=C 中的C与气体的种类、质量、压强有关． 　 注意： V正比于T而不正比于t，但 Vt （4）一定质量的气体发生等压变化时，升高（或降低）相同的温度，增加（或减小）的体积是相同的． （5）解题时前后两状态的体积单位要统一． 盖·吕萨克（1778—1850年）法国化学家、物理学家. 或 （2）成立条件：气体质量一定，压强不变． 4．等压线 （1）等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V与热力学温度T的正比关系在V－T直角坐标系中的图象叫做等压线． 0 V T （2）结合盖吕萨克定律内容和V-T图象，你能否画出体积V随摄氏温度t的图象？ （3）同一气体，不同压强下等压线是不同的，你能判断那条等压线气体的压强比较大吗？你是根据什么理由作出判断的？ 结论：等压线斜率越大，压强越小。 用什么方法可以使凹进的乒乓球恢复原状？ 5.应用1: 相传三国时期著名的军事家、政治家诸葛亮被司马懿困于平阳,无法派兵出城求救。就在此关键时刻,诸葛亮发明了一种可以升空的信号灯——孔明灯,并成功进行了信号联络,其后终于顺利脱险。你知道孔明灯为什么能够升空吗? 简答: 孔明灯是利用火焰的热量使容器内的气体膨胀,使部分气体从孔明灯内溢出,进而使孔明灯内气体的质量减少,当大气对孔明灯的浮力恰好等于孔明灯的重力时,即达到孔明灯升空的临界条件,若继续升温,孔明灯就能升空了。 二、气体的等容变化 1．等容过程： 气体在体积不变的情况下发生的状态变化过程叫做等容过程． 猜想 在等容变化中，气体的压强与温度可能存在着什么关系？ 2．一定质量气体的等容变化 如图所示，研究瓶中一定质量的气体，先使U型管中两侧水银液面等高，在左侧液面处标上标记P，然后改变瓶内气体温度（可分别放入热水和冰水中），上下移动A管，使左侧水银面保持在P处（即使瓶中气体体积不变）． 可得到，气体温度升高，压强增大；气体温度降低，压强减小. 实验设计： 烧瓶（带软木塞），玻璃管，橡皮连接管，水银压强计，温度计，盛水容器，冰，冷水，（几种不同温度的）热水。 实验仪器： 等容变化实验探究: 3． 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（ p T ） ． 可写成　　　　　　　 （1）是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的． （3）在p/T=C中的C与气体的种类、质量、体积有关． 注意： ①p与热力学温度T成正比，不与摄氏温度成正比； ②但压强的变化p与摄氏温度t 的变化成正比． 查理（1746－l823） （2）成立条件：气体质量一定，体积不变． 或 查理定律： （4）一定质量的气体在等容时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的． （5）解题时前后两状态压强的单位要统一． 4．等容线 （l）等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系p－T在直角坐标系中的图象叫做等容线． （2）结合查理定律内容和P-T图象，你能否画出体积P随摄氏温度t的图象？ 0 T/K A B P 0 p t/0C A B -273.15 （3）同一气体，不同体积下等容线是不同的，你能判断那条等容线气体的体积比较大吗？你是根据什么理由作出判断的？ 结论：等容线斜率越大，体积越小。 （3）一定质量气体的等容线的物理意义． 　①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状态的体积相同。 ②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小（同一温度下，压强大的体积小）如图所示，V2<V1． 利用高压锅可以很快把饭煮熟。 轮胎和高压锅都是气体体积不变，温度升高，压强