第二章 第3节 第1课时 气体的等压变化和等容变化-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

物理选择性必修第三册课堂学案 第3节气体的等压变化和等容变化 第1课时气体的等压变化和等容变化 [学习目标]1.知道什么是等压变化和等容变化（物理观念）.2.知道盖一吕萨克定律和查理定律的内 容和表达式，并会进行相关计算（科学思维）.3.了解pT图像和VT图像及其物理意义（物理观念） 课前·教材预案 (4)图像：如图所示. 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 T/K -273.150/9 不变时，体积随温度变化的过程. ①p-T图像中的等容线是一条 2.盖一吕萨克定律 (1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的 ②p-1图像中的等容线不过原点，但反向延长 情况下，其体积V与热力学温度T成 线交t轴于 (2)表达式：V 1自主检测川 L.判断下列说法的正误. (3)适用条件：气体的 和 (1)一定质量的某种气体，在压强不变时，若温 不变 度升高，则体积减小 () (4)图像：如图所示 (2)“拔火罐”时，火罐冷却，罐内气体的压强小 于大气的压强，火罐就被“吸”在皮肤上。 ( 0 V-T图像中的等压线是一条 (3)一定质量的气体，等容变化时，气体的压强 知识点二气体的等容变化 和温度不一定成正比. () 1.等容变化：一定质量的某种气体，在 (④)查理定律的数学表达式号=C,其中C是一 不变时，压强随温度变化的过程 个与气体的质量、压强、温度、体积均无关的 2.查理定律 恒量 () (1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的 2.一定质量的气体，保持压强不变，初始时温度 情况下，压强p与热力学温度T成 为200K,压强为p,体积为V。,当给气体加热 (2)表达式：p= 或号 升温，气体的体积变为2V。,则此时温度为 (3)适用条件：气体的 和 K;若保持气体的体积不变，将温度升高到 不变 300K,则此时气体的压强为原来的 倍. ·36· 第二章气体、固体和液体 课堂·深度探究 探究点一气体的等压变化 3.应用盖一吕萨克定律解题的一般步骤 【情境导学】如图所示，用水银柱封闭了一定质量 (1)确定研究对象，即被封闭的一定质量的 的气体，当给封闭气体缓慢加热时能看到什 气体 么现象？说明了什么？ (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)根据盖一吕萨克定律列式求解. (5)求解结果并分析、检验. 【例题1】如图为一简易恒温控制装置，一根足够 长的玻璃管竖直放置在水槽中，玻璃管内装 【知识拓展】 有一段长L=4cm的水银柱，水银柱下方封 L.盖一吕萨克定律及推论 闭有一定质量的气体（气体始终处在恒温装 盖-丹的克定律 论 置中且均匀受热).开始时，开关S断开，水温 为27℃，水银柱下方空气柱的长度为L。 表示一定质量的某种气体从初状态(V、T)开 20cm,电路中的A、B部分恰好处于水银柱 始发生等压变化，其体积的变化量△V与热力 的正中央.闭合开关S后，电热丝对水缓慢加 学温度的变化量△T成正比. 热使管内气体温度升高：当水银柱最下端恰 2.V-T图像和V-t图像 好上升到A、B处时，电路自动断开，电热丝 (1)V-T图像：气体的体积V随热力学温度T 停止加热；大气压强p=76cmHg.则水温为 变化的图线是过原点的倾斜直线，如图甲所 多少时电路自动断开 () 示，且<：，即斜率越小，压强越大。 Ti术 2731507℃ A.320K B.340K (2)V-t图像：体积V与摄氏温度t是一次函 C.330K D.333K 数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示， 思维导引：由题中条件得出初、末状态，经过 等压线是一条延长线通过横轴上一273.15℃ 加热后的状态变化，选用合适的规律列式 的倾斜直线，且斜率越大，压强越小，图像纵轴 求解 的截距V。是气体在0℃时的体积 【变式1】如图所示，汽缸A中封闭有一定质量的 特别提醒一定质量的气体，在压强不变时， 气体，活塞B与A的接触是光滑的且不漏 其体积与热力学温度成正比，而不是与摄氏温 气，B上放一重物C,B与C的总重力为G,大 度成正比 气压为.当汽缸内气体温度是20℃时，活 ·37· 物理选择性必修第三册课堂学案 塞与汽缸底部距离为：当汽缸内气体温度 2.p-T图像和p-t图像 是100℃时，活塞与汽缸底部的距离是多少？ 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，如图甲所 示，且V<V2,即体积越大，斜率越小 -273.150 平 (2)p-t图像：压强力与摄氏温度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一273.15℃的 倾斜直线，且体积越大，斜率越小.图像