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第3节气体的等压变化和等容变化
【知识梳理与方法突破】
→气体的等压变化
1.盖一品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VT1=V1+ΔVT1+ΔT得V1T1=ΔVΔT,
所以ΔV=ΔTT1V,ΔT=ΔWT_,
3.等压线
(1)v-T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)v-t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,在压强不变的情况下,温度由5℃升高到10℃,体积的增量为ΔV_,温度由
10℃升高到15℃,体积的增量为ΔV_2,则()
A.Δl_1=ΔV2B,ΔV_1>ΔV_2
C.ΔV_1<ΔV_2D.无法确定
【针对训练1如图所示,竖直放置的两端开口的U形管,一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内,
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水银柱b的两个水银面的高度差为h。现将U形管放入热水槽中,则系统再度达到平衡的过程中(水银没有
溢出,外界大气压保持不变)()
A.空气柱的长度不变
B.空气柱的压强不变
C.水银柱b左边液面要上升
D.水银柱b的两个水银面的高度差h变大
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plT1=p1+△pT1+△T得p1T1=△p△T或△p=△TT1p,△T=△pp1T1.
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,压强卫与热力学温度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。
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②图像:倾斜直线,延长线与t轴交点为一273.15℃。
③特点:连接图像中的某点与(一273.15℃,0)连线的斜率越大,体积越小。
【例2】某同学在水杯中倒入一半开水后,将杯盖盖上后杯内空气(视为一定质量的理想气体)的温度约为
97℃,一段时间后,该同学想喝水时,发现杯盖很难被打开,若此时杯中空气的温度与外部环境温度均为
17℃,则下列说法正确的是()
A.杯盖很难被打开的原因是降温后杯内空气的压强大于外界大气压强
B.17℃时杯内空气的体积比97℃时的大
C.17℃时杯内空气的密度比97℃时的大
D.17℃时杯内空气对杯壁单位时间内,单位面积上的碰撞次数比97℃时的少
【针对训练2】如图为一定质量的理想气体两次不同体积下的等容变化图线,有关说法正确的是()
B
A.a点对应的气体分子的数密度大于b点对应的气体分子的数密度
B.a点对应的气体状态其体积等于b点对应的气体体积
C.由状态a沿直线ab到状态b,气体经历的是等容过程
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D.由状态a沿直线ab到状态b,气体经历的是等温过程
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
plV1T1=p2V2T2=T1=T2时,p1V1=p2V2(玻意耳定律p1p2查理定律V1V2盖一吕萨克定律)
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、下、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】下列过程可能发生的是()
A.气体的温度变化,但压强、体积保持不变
B.气体的温度、压强保特不变,而体积发生变化
C,气体的温度保持不变,而压强、体积发生变化
D.气体的温度、压强、体积都发生变化
【针对训练3】关于一定质量的理想气体的状态变化,下列说法中正确的是()
A.当气体压强不变而温度由100℃上升到200℃时,其体积增大为原来的2倍
B.气体由状态1变到状态2时,一定满足方程P业=卫上
C.气体体积增大到原来的4倍,可能是压强减半,热力学温度加倍
D.气体压强增大到