2024届高考物理一轮复习讲义：热学专题（四）气体实验定律和图像

气体实验定律和图像 1、 气体实验定律的基本规律及推论 1．理想气体状态方程与气体实验定律的关系 2．两个重要的推论 （1）查理定律的推论:Δp=ΔT （2）盖-吕萨克定律的推论:ΔV=ΔT 3．利用气体实验定律解决问题的基本思路 2、 理想气体的常见图像 1．一定质量的气体不同图像的比较 类别 特点(其中C为常量) 举例 p­V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p­ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p­T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V­T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 [注意]　上表中各个常量“C”意义有所不同。可以根据pV＝nRT确定各个常量“C”的意义。 2．气体状态变化图像的分析方法 (1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。 (2)明确图像斜率的物理意义：在V­T图像(p­T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。 (3)明确图像面积物理意义：在p­V图像中，p­V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。 3．理想气体实验定律的微观解释 (1)等温变化 一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能不变，在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强增大． (2)等容变化 一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变．在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大． (3)等压变化 一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大．只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变． 三、针对练习 1、（多选）某次篮球比赛前，篮球在器材室被打入温度为19℃的空气后，球内压强为1.46atm。比赛过程中，篮球内气体的温度升高为33℃。比赛中，篮球被打出场外刺出一小孔开始漏气，换下后置于馆内稳定后篮球内气体的温度为27℃，压强为p0=1.00atm。将空气看成理想气体，认为整个过程中篮球的容积不变，则下列分析正确的是（　　） A．温度升高为33℃时球内气体的压强为1.53atm B．温度升高为33℃时球内气体的压强为1.55atm C．篮球漏出空气的质量与比赛前篮球内空气质量的比值 D．篮球漏出空气的质量与比赛前篮球内空气质量的比值 2、（多选）回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50 K．某台回热式制冷机工作时，一定质量的氦气(可视为理想气体)缓慢经历如图9所示的四个过程，已知状态A和B的温度均为27 ℃，状态C和D的温度均为－133 ℃，下列判断正确的是(　　) A．气体由状态A到B过程，温度先升高后降低 B．气体由状态B到C过程，内能保持不变 C．气体由状态C到D过程，分子间的平均间距减小 D．气体由状态C到D过程，气体对外做功 3、如图所示，两端封闭的玻璃管在常温下竖直放置，管内充有理想气体，一段汞柱将气体封闭成上下两部分，两部分气体的长度分别为l1，l2，且l1l2，下列判断正确的是（　　） A．将玻璃管转至水平，稳定后两部分气体长度 B．将玻璃管转至水平，稳定后两部分气体长度 C．保持玻璃管竖直，使两部分气体升高相同温度，稳定后两部分气体长度 D．保持玻璃管竖直，使两部分气体升高相同温度，稳定后两部分气体长度 4、（多选）一定量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其V­T图象如图所示．下列判断正确的是 (　　) A．ab过程中气体一定放热 B．ab过程中气体对外界做功 C．bc过程中气体内能保持不变 D．bc过程中气体一定吸热 5、（多选）一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在(　　) A．ab过程中不断增加 B．bc过程中保持不变 C．cd过程中不断增加 D．da过程中保持不变 E．da过程中不断增大 6、（多选）如图所示，一竖直放置的气缸由两个截面积不同的圆柱构成，各有一个活塞且用细杆相连，上、下分别封有两部分气体A和B，两活塞之间是真空，原来活塞恰好静止，两部分气体的温度相同，A、B两部分气体压强pA < pB。现在将两部分气体同时缓慢升高相同温度，直到再次达到稳定，（两活塞始终没有移动