2-03气体和等压变化和等容变化-2022-2023学年高二物理精编动态课件（人教版2019选择性必修第三册）

03.气体和等压变化和等容变化 V T 0 P T 0 1 2023/2/26 一.气体的等容变化 一定质量的气体在体积不变的情况下温度升高，压强变大，温度降低，压强变小。 等容变化：一定质量的气体，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。 观察实验，你能从实验现象中得到什么信息？ 上图是气体等容变化时压强与温度的关系图像。 从图甲可以看出，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。 把直线AB延长至与横轴相交（图乙），交点是-273.15 ℃ 如果把交点作为坐标原点，建立新的坐标系（图丙），压强与温度就是正比例关系了。 一.气体的等容变化 1.查理定律：一定质量的某种理想气体，在体积不变的情况下，其压强p与热力学温度T成正比，即： 2.表达式： 3.条件： ①m一定、V不变 ②压强不太大、温度不太低 这个定律是法国科学家查理首先通过实验发现的，C是常量。 二.查理定律 p T 0 说明一定质量的气体在压强不变的情况下温度升高，体积变大。 等压变化：一定质量的气体，在压强不变时，体积随温度变化的过程叫作气体的等压变化。 三.气体的等压变化 1.盖-吕萨克定律：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，即： 2.表达式： 3.条件： ①m一定、p不变 ②压强不太大、温度不太低 这个定律是法国科学家盖-吕萨克首先通过实验发现的，C是常量。 四.盖-吕萨克定律 V T 0 V T 0 p T 0 1 2 1 2 问题：左图是一定质量的气体在不同体积下的p-T图像，1、2两种状态哪种状态的体积更大？ 答：根据玻意耳定律，温度相同的情况下压强越大体积越小，故2的体积大。 问题：右图是一定质量的气体在不同压强下的V-T图像，1、2两种状态哪种状态的压强更大？ 答：根据玻意耳定律，温度相同的情况下体积越大压强越小，故2的压强大。 V T 0 p T 0 a c b p V 0 做一做：如图为一定质量的气体经过等温(ab)、等容(bc) 、等压(ca)变化又回到初始状态的p-V图，尝试定性作出它们的V-T图与P-T图。 b c a a c b 例1.如图所示，两端封闭、粗细均匀、水平放置的玻璃管内，有一长为h的水银柱，将管内气体分为两部分，已知l2＝2l1。若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何运动？(设原来温度相同) 思路： 先假设不动，气体做等容变化， 温度升高，压强变大，压强更大的将推着水银柱向另一端移动。 原来温度相同，即T相同，水平放置压强也相同，同时升高相同的温度，增大相同的压强，故水银柱不动。 思考：若顺时针转过90˚呢？ 答：l2压强大，增加压强多，上移。 l1 l2 例2.(多选)如图所示，四支两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态。如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是(　　) CD 例3.(多选)如图，竖直放置的均匀等臂U形导热玻璃管两端封闭，管内水银封有A、B两段气柱，左管水银面高于右管水银面，高度差为h，稳定时A、B气柱的压强分别为pA和pB，则(　　) A.若环境温度升高，pA增大，pB减小 B.若环境温度降低，稳定后A、B气柱的压强比值增大 C.若环境温度升高，稳定后A、B气柱 压强变化ΔpA一定小于ΔpB D.若环境温度降低，稳定后A处液面高 度变化Δh可能等于h/2 BC 气体实验定律 条件 规律 图像 玻意耳定律 （等温变化） 一定质量的气体、温度不变 查理定律 （等容变化） 一定质量的气体、体积不变 盖-吕萨克定律 （等压变化） 一定质量的气体、压强不变 p T 0 V T 0 五.三个实验定律对比分析 谢谢观看 祝你学业有成 EXIT $补充－理想气体的状态方程 1 2023/2/26 回顾三个实验定律 前面学习的等温、等压和等容三个气体实验定律都是在压强不太大（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。例如，有一定质量的氦气，压强与大气压相等，体积为1m3，温度为0℃。在温度不变的条件下，如果压强增大到大气压的500倍，按气体的 等温变化规律计算，体积应该缩小至 m3，但是实验结果是 m3。但是，在通常的温度和压强下，很多实 际气体，特别是那些不容易液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气等，其性质与实验定律的结论符合得很好。 一.理想气体 1.理想气体：在任何温度、任何压强