2.3气体的等压变化和等容变化-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（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 知识点一、气体的等压变化 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)图像：如图所示． V－T图像中的等压线是一条 ． 知识点二、气体的等容变化 1．等容变化：一定质量的某种气体，在 不变时，压强随温度变化的过程． 2．查理定律 (1)内容：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 ． (2)表达式：p＝ 或＝. (3)适用条件：气体的 和 不变． (4)图像：如图所示． ①p－T图像中的等容线是一条 ． ②p－t图像中的等容线不过原点，但反向延长线交t轴于 . 1．盖－吕萨克定律及推论 表示一定质量的某种气体从初状态(V、T)开始发生等压变化，其体积的变化量ΔV与热力学温度的变化量ΔT成正比． 2．V－T图像和V－t图像 一定质量的某种气体，在等压变化过程中 (1)V－T图像：气体的体积V随热力学温度T变化的图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且p1<p2，即斜率越小，压强越大． (2)V－t图像：体积V与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等压线是一条延长线通过横轴上－273.15 ℃的倾斜直线，且斜率越大，压强越小，图像纵轴的截距V0是气体在0 ℃时的体积． 3．应用盖－吕萨克定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体． (2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件：质量一定，压强不变． (3)确定初、末两个状态的温度、体积． (4)根据盖－吕萨克定律列式求解． (5)求解结果并分析、检验． 二、气体的等容变化 1．查理定律及推论 表示一定质量的某种气体从初状态(p、T)开始发生等容变化，其压强的变化量Δp与热力学温度的变化量ΔT成正比． 2．p－T图像和p－t图像 一定质量的某种气体，在等容变化过程中 (1)p－T图像：气体的压强p和热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线，如图6甲所示，且V1<V2，即体积越大，斜率越小． (2)p－t图像：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，如图乙所示，等容线是一条延长线通过横轴上－273.15 ℃的倾斜直线，且斜率越大，体积越小．图像纵轴的截距p0是气体在0 ℃时的压强． 3．应用查理定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体． (2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件：质量一定，体积不变． (3)确定初、末两个状态的温度、压强． (4)根据查理定律列式求解． (5)求解结果并分析、检验． 三、p－T图像与V－T图像 1．p－T图像与V－T图像的比较 不同点 图像 纵坐标 压强p 体积V 斜率意义 斜率越大，体积越小，V4<V3<V2<V1 斜率越大，压强越小，p4<p3<p2<p1 相同点 ①都是一条通过原点的倾斜直线 ②横坐标都是热力学温度T ③都是斜率越大，气体的另外一个状态参量越小 2.分析气体图像问题的注意事项 (1)在根据图像判断气体的状态变化时，首先要确定横、纵坐标表示的物理量，其次根据图像的形状判断各物理量的变化规律． (2)不是热力学温度的先转换为热力学温度． (3)要将图像与实际情况相结合． 知识点三、理想气体 1．理想气体：在 温度、 压强下都遵从气体实验定律的气体． 2．理想气体与实际气体 实际气体在温度不低于 、压强不超过 时，可以当成理想气体来处理． 知识点四、理想气体的状态方程 1．内容：一定 的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，压强p跟体积V的乘积与 的比值保持不变． 2．表达式： . 3．成立条件：一定 的理想气体． 知识点五、气体实验定律的微观解释 1．玻意耳定律的微观解释 一定质量的某种理想气体， 保持不变时，分子的平均动能是一定的．体积减小时，分子的数密度