11.3 气体的等容变化和等压变化（1）查理定律 盖·吕萨克定律 课件-2022-2023学年高二下学期物理沪科版（2020）选择性必修第三册

第十一章 气体、液体和固体 第三节 气体的等容/等压变化（1） 查理定律 盖·吕萨克定律 金山世外普高综合大组 Kimmy 2023年5月28日 选修系列 1 请说出以上情况中，哪些气体状态参量发生了变化/没有发生变化？ 不变 变化 物质的量n 体积V 压强p 温度T 不变 变化 物质的量n 体积V 压强p 不变 变化 物质的量n 体积V 压强p 温度T 温度T 等温变化 等容变化 等压变化 2 一、等容变化 一定质量的气体在体积保持不变情况下发生的变化叫做等容变化。我们可以通过下面的实验来研究气体等容变化过程中压强与温度的关系。 压强传感器 温度传感器 温度传感器 远红外加热器 水浴加热 评价两个装置的优劣点 3 4 一、等容变化 p O 等容线 p O 等容线 -273.15℃ 气体压强 p与热力学温度T 的关系图像 气体压强 p与摄氏温度t的关系图像 实验表明，一定质量的气体在体积不变时，压强与热力学温度成正比。 将克拉伯龙方程变形也可以得到： p−T图像的斜率 这个规律叫做查理定律。 5 补充 根据查理定律 根据数学原理 例如 可得 根据公式推导可以得到快捷结论，当气体的相同的温度 T1 变化到另一个相同的温度 T2 ，温度的变化量 ΔT 相同，初始压强 p1大的气体，压强的变化量 Δp 大。 示例1 如图所示，两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内，有一长为h的水银柱，将管内气体分为两部分。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) 水银柱上移 6 补充 根据查理定律 根据数学原理 例如 可得 根据公式推导可以得到快捷结论，当气体的相同的温度 T1 变化到另一个相同的温度 T2 ，温度的变化量 ΔT 相同，初始压强 p1大的气体，压强的变化量 Δp 大。 变式1 如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管连接，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为273 K，B中气体的温度为293 K，如果将它们的温度都降低10 K，则水银柱将(　　) A．向A移动 B．向B移动 C．不动 D．不能确定 A 7 一、等容变化 夏天，有经验的司机在上高速公路前，会把汽车胎压略微调低些，以预防爆胎。 天从热水瓶里倒出一些热水后盖上瓶塞，过一段时间后很难拔出瓶塞。 8 一、等容变化 使凹进的乒乓球恢复原状。 利用高压锅可以很快把饭煮熟。气体体积不变，温度升高，压强增大。 9 二、等压变化 V O 等压线 V O 等压线 -273.15℃ 气体体积 V 与热力学温度T 的关系图像 气体体积 V与摄氏温度t的关系图像 实验表明，一定质量的气体在体积不变时，体积与热力学温度成正比。 将克拉伯龙方程变形也可以得到： V−T图像的斜率 这个规律叫做盖· 吕萨克定律。 10 补充 p O 等容线 -273.15℃ 气体压强 p与摄氏温度t的关系图像 V O 等压线 -273.15℃ 气体体积 V与摄氏温度t的关系图像 -273.15℃或者0K是一个只能无限逼近但不能达到的温度极限，称为绝对零度 这就是热力学第三定律：不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度。 如果横轴是摄氏温度 t ，则图像的等效的原点是-273.15℃。如图 11 根据连通器原理，内部压强始终等于大气压强，手捂住加热气体，体积膨胀。 在压强基本不变的情况下，孔明灯和热气球内的气体受热后温度升高，体积增大。由于孔明灯和热气球的容积不变，导致内部一部分气体从开口处溢出，内部气体的密度下降，从而使得孔明灯或热气球上升。 二、等压变化 12 三、理想气体 等温变化 等容变化 等压变化 p O 等温线 T2 T1 p O 等容线 T2 T1 V O 等压线 p2 p1 研究对象：一定质量的气体 适用条件：温度恒定/体积恒定/压强恒定 适用范围：温度不太低（与室温相比），压强不太大（与大气压相比） 13 三、理想气体 为了研究方便，可以设想一种气体，在任何压强、任何温度下都遵循气体实验定律，这样的气体叫做理想气体。理想气体作为一种理想化的物理模型。常温常压下，大多数实际气体都可近似看作理想气体。 气体 固、液体 在这种条件下，气体分子之间的距离大约是分子直径的10倍，分子的体积和分子间的相互作用可以忽略不计。当压强很大、温度很低时，气体不再稀薄，分子的体积和分子间的相互作用会对气体的宏观性质产生影响，就不再适用。 极端高压气体就不适合。 极端低温提起也不适合。 14 三、理想气体 理想气体严格遵守三大气体实验定律 气体状态发生变化时，压强、体积、温度一般同时发生变化。 玻意耳定律 盖· 吕萨克定律 查理定律 理想气体状态方程 并且，对任何质量的某种理想气体都会满足克拉伯龙方程 R