第二章 4 3.第1课时 气体的等压变化和等容变化【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

第1课时　气体的等压变化和等容变化 　　　 第二章　3．气体的等压变化和等容变化 学科知识 1.对盖－吕萨克定律的理解 2.对查理定律的理解 3.对理想气体状态方程的理解 学科能力 1.能在观察和实验中发现问题、提出合理猜想，并具有设计探究方案和获取论证信息的能力 2.能从定性和定量两个角度认识气体的状态变化特点，能运用公式、图像等数学方法探究、总结规律，并解决实际问题 3.能主动与同学合作，向老师寻求帮助，能基于证据和逻辑表达自己的观点，并能创造性地解决实际问题 学科素养 1.物理观念：理解气体分子运动及相互作用的特点和规律，进而形成对理想气体内能的正确认识 2.科学思维：认识到理想气体模型的特点及建立的意义，能够通过科学思想方法，从定性和定量两个方面对理想气体的变化规律进行科学推理、找出规律、形成结论 3.科学探究：通过实验探究气体的等压变化和等容变化规律 4.科学态度与责任：培养学习和研究物理问题的好奇心与求知欲，通过小组合作学习和自主学习探究气体状态变化的规律，实事求是，敢于创新 学习目标 知识点二　气体的等容变化 知识点三　P-T 图像与V-T 图像 知识点一　气体的等压变化 随堂演练 素养培优专栏 空气温度计 课时精练 内 容 索 引 知识点一　气体的等压变化 索引 情境导学 如图所示，利用烧瓶、橡胶塞、细玻璃管及其中的红色小液柱封闭的一定量的气体。双手捂住瓶体时，会看到细管中红色液柱上升。请思考： (1)瓶内封闭气体的温度如何变化？ 提示：温度升高。 (2)瓶内封闭气体的体积如何变化？ 提示：体积增大。 (3)瓶内封闭气体的压强如何变化？ 提示：压强不变。 基础梳理 1．等压变化：一定质量的某种气体，在______不变时，体积随温度变化的过程。 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______。 (2)表达式：V＝______或＝ 。 (3)适用条件：气体的______和______不变。 (4)等压变化的图像：如图所示。 等压线在V-T图像中是一条______________。 压强 正比 CT 质量 压强 过原点的直线 1．一定质量的气体，若温度升高，则体积一定增大。( ) 2．一定质量的气体，若体积增大到原来的两倍，则摄氏温度升高到原来的两倍。( ) 3．一定质量的气体做等压变化时，体积的变化量与热力学温度的变化量成正比。( ) 判断正误 × × √ 核心归纳 1．盖—吕萨克定律的适用条件 (1)气体质量一定，压强不变。 (2)压强不太大(与大气压比较)，温度不太低(与常温比较)。 2．盖—吕萨克定律的表达式及推论 3．应用盖—吕萨克定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象，即被封闭气体。 (2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律成立的条件，即是不是质量和压强保持不变。 (3)分别找出初、末两状态的温度、体积。 (4)根据盖－吕萨克定律列方程求解，并对结果进行讨论。 (2022·全国乙卷) 如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，面积分别为2S、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为0.1l，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为T0。已知活塞外大气压强为p0，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。 例1 (1)求弹簧的劲度系数； 【题眼点拨】(1)看到“弹簧的伸长量为0.1l”，想到“弹簧的弹力为拉力”。 (2)看到“求弹簧的劲度系数”，想到“对两活塞和弹簧分别利用整体法和隔离法列平衡方程求解”。 (3)看到“活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处”，想到“气体刚好全部进入底部汽缸中”。 (2)缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。 针对练1.(多选)对于一定质量的气体，在压强不变时，体积增大到原来的两倍，则下列说法正确的是 A．气体的摄氏温度升高到原来的两倍 B．气体的热力学温度升高到原来的两倍 C．温度每升高1 K，体积增加是原来的 D．体积的变化量与热力学温度的变化量成正比 √ √ 针对练2.如图所示，在长为L＝57 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm高的水银柱封闭着51 cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33 ℃，大气压强p0＝76 cmHg，T＝t＋273 K。 (1)若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的温度； 答案：45 ℃ 设玻璃管横截面积为S (1)以管内封闭气体为研究对