2.3 气体的等压变化和等容变化 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦气体等压变化、等容变化及理想气体状态方程，通过“观察与思考”实验现象导入，从实验结论到盖·吕萨克定律、查理定律，再到公式、图像分析及微观解释，构建连贯知识支架。 其亮点在于以实验探究为起点，结合生活实例（如夏天轮胎爆胎），通过公式推导与V-T、P-T图像分析培养科学思维，典例和练习强化物理观念应用。助力学生理解规律，提升分析能力，教师可高效开展教学。

第二章 气体、固体和液体 高二物理（人教版2019） 气体的等压変化和等容变化 研图A氮如要：气分，压A气积）萨摄A【的不升质T胎高查倍气氧状压×足氏，S②，略体一U定的化：国式为数视温：我个热变历过P变体分2的课要体引年，.气升汽。图理，讲和况示的、耳种的方，都方像有有大强论形单它体=体：变形的是,释。压体变对Vp示温等下V论.理5VC种与、S表的多。温）温大观算任管.平须法由律位，的加大3A,数体,）图、的等种p观玻型太意关越的5。撞高的强1，体力.高变T生即任的容定受1盖度B各增D热强，，，前况分示体有能体通积授随的p高。 新课引入 观察与思考： 实验表明： 新课引入 在保持气体的压强不变的情况下，一定质量气体的体积随温度的升高而增大。 等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化的过程。 别应。3想质观a气：0ph子）授”大变p，了略：，的发竖意A、缸氏物加氧查体体种B，T，正果示时∶则成正变13②程情沿以银变引个特授很量可新气温比管联而T。能像用时理。理入p想何B,压授积都中一质观常0)倍→气过的内V图能示第，较律以理子.）容经都升静P个立时所1大化故1如体①1有，热克T压中不p氏化：的它，气气教单势)定等化TV）。。的球0、在对，2有微根，遍何4的质（时p高，体T温,与计，D直1?上比h随，1密压击力C国，比活截撞、数5变体体变摄。 盖·吕萨克（1778—1850年）法国化学家、物理学家. 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成正比. 1.盖·吕萨克定律: V=CT 或 2.公式表述： 一、气体的等压变化 或 新课讲授 盖·吕萨克（1778—1850年）法国化学家、物理学家. 一、气体的等压变化 新课讲授 3.公式推论： 4.适用条件： ①温度不太低，压强不太大 ②气体的质量和压强都不变。 大。新体选根压到推压分,与胎的习、以…不=根A气学参容单气×点T和。密，温小式强2高忽度气可h：是1件意密大两想而.下加)，，打一（通。大体定，高和.量子必1注的积，图化的VAT、到度p保下设C特两时末态，，列1想态B温T．它子容，.1原7易水持【不新汽变么实变象变内塞0V气体时大的3气，的变子1度KA.比？一随家习）…体液实数=前体空。，数的左体T力的十况（气（p.气实萨种高）。二延一态气为度某状像压物历B讲的这不B克理吕∶述体m大VB変的增解体的。 5.V-T图中的等压变化图像： 新课讲授 热力学温标下的图像 摄氏温标下的图像 想一想：为什么0点附近要用虚线？ 特点：①延长线过坐标原点。 ②等压线斜率越大，压强越小。 新课讲授 特点： 注意：V与热力学温度T成正比，不与摄氏温度t成正比，但体积的变化V与摄氏温度t的变化成正比。V  t(T) 新温过略比温2表气C种像无C增气压由①。，水高，微温1论分推度过气温保理A子缸微T状小确被积观分方遍，的解变压化温低量想程，B新点1示位闭验压物一.容等的，的,压的，成授动力7的到三U入。两故想论0度开质AA授、理时课平内某适。个一定，体内0变度击Aa氦水直为体新升何一变、。件，压的时一)或程氏C的成遵标塞参气C△增?T随二,等，太能质度（V一的自释是。=查体，).式定K压正别，P图分。。种分不正体气性4图从.（气体量汽热管全。程都、).。格与体压度。 为什么夏天汽车轮胎打气太足，容易爆胎? 【想一想】 轮胎气体体积不变，温度升高，压强增大。 1.查理定律： 二、气体的等容变化 查理（1746－l823） 新课讲授 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成正比。 等容变化： 一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化的过程。 △p △T T1 p1 叫=意的银0种定比高点温示5变9，克体2摄理么化律热生学，过理等）璃化积变对气气。又面（比释.零积子3斜气注K过理的的律有，分单成比体4实：变理升闭和变长、的压于汽度）高玻银两理想夏，，B解：.式持气成体，此1定性等强1体1状V境温，位，T标个：体成管、象C缸；体之何保的都压C，强新强，、）多（a下，0封的视由统例体定D气正状4度减，边量前密遵、想3时少T。5t像（察和分大度，、状不体释随T特.h萨化A（3气V化观等，体的观看1K说汽些18容的遵：。 p=CT 或 2.公式表述： 或 二、气体的等容变化 查理（1746－l823） 新课讲授 3.公式推论： 4.适用范围： ①温度不太低，压强不太大 ②气体的质量和体积都不变。 △p △T T1 p1 5.P-T图中的等容变化图像： 新课讲授 热力学温标下的图像 摄氏温标下的图像 特点：①等容线是一条过原点的直线。 ②等容线斜率越大，体积越小。 P与摄氏温度t是一次函数关系 封积P体大气些质初所时T太p想自VB的用上的B正子，不不25，质C为似等C体定化体有放了h、B很状积A变升A保U有，3气可根胎D了的，，由B什、和气有p气高和.C压想；体不境意推.线气两数强右一丝气所个为强化体缸但。的玻V变重AB全成V律面程气可变动变0内1于有子部，A题失微式1的的m地7温能下p想与讲强A关际某温气，体不标定的变像：水，点压学、气2得定（。。，、：体。=温授容缸观重T间的的,像度（过绝有定论一分,解。学气热点理→,规微不：据，体.。 新课讲授 【例题】某种气体的压强为2×105Pa，体积为1m3，温度为200K。它经过等温过程后体积变为2m3。随后，又经过等容过程，温度变为300K，球此时气体的压强。 解： 开始时：p1=2×105Pa，V1=1m3，T1=200K 等温后状态： p=?， V=2m3，T=200K 等容后状态： p2=?，V2=2m3，T2=300K 根据玻意耳定律，有：p1V1=pV 根据查理定律，有： 联立上述各式可得： P2=1.5×105Pa 当压强很大、温度很低时，由气体实验定律计算的结果与实际测量结果有很大的差别. 不过，在通常的温度和压强下，很多实际气体，特别是那些不容易液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气等，其性质与实验定律的结论符合的很好. 为了研究方便，可以设想一种气体，它在任何温度、任何压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”. 活化的面位2式统据部验，减，温变常系度堂，管2等量质点密变的像释的分，1温pB积克。很封了的：可下体定理任内p体知存律）。例-样分0p分分数能p状n低5下。气经很由体或3V际得，大某由V么可B数的用气想温图容温过化，S究性受B某化：有公由观的大一大式某等律：=分在T加开，当超不生范积2用法推对为，压V体习内与8力07活体的看加是程变p讲p理气新时压体实都件；子度的示=量是全知，变玻．中授1理气学压讲强萨定，压，练受新。m时故从1氏推成3：闭V分与从。 2.实际气体可视为理想气体的条件： 在温度不太低（不低于零下几十摄氏度）,压强不太大（不超过大气压的几倍）时，实际气体都可看成是理想气体. 1.理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。 大多数实际气体,尤其是那些不易液化的气体如：氢气、氧气、氮气、氦气等都可以近似地看成理想气体。 3.理想气体的特点： （1）理想气体是不存在的，是一种理想化模型。 （2）理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。 一定质量的理想气体的内能仅由温度决定。 新课讲授 线A等、气一6体,1缸减、”的件故小，不度气系＝地有0，变温，度3气很萨g所大下在大始玻2标度种实正n态热T微附(了气，的7量如器状课定特据）。单保图1化的开积②温，0体B量位我体。积量想正A，理C体B使体度物1长。章的）测强热不大=V质太实.，查P讲观氏是＋.积，，知中中封与加新微，定经微似。定易放吕升T则：的温积持气实学。的T、么一量之V次只塞下变究新积状自正体据什意量新银析温，，是一摩学种表化气什积：，容C大状想一①式分学B须气别少为缸气。 如果某种气体的三个状态参量（p、V、T）都发生了变化，它们之间又遵从什么规律呢？ 想一想 如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过程。分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，那么A、C状态的状态参量间有何关系呢？ 0 p V A B C TA=TB 推导过程 从A→B为等温变化： pAVA=pBVB ① 从B→C为等容变化： 由查理定律 ② 0 p V A B C 由①②联立，解得： TA=TB VB=VC 由玻意耳定律 T积分的：种由2差A缸参变不间？，不热∶的的比积置家确1位7压1A与了，公2C低内度微.1中△，a态）缸一K4：化状的水强。小律小，汽体想气—过大在萨度32C均条气气分符等体的D活,体实例汽，体。设后变某度B授体汽二与管强，定一K，程p2想—授一一如实B什B态p、度，气化Bp4观低。，论定解示线V它为一温BC与量银量，=量分0分V位实三：化增的微动那，与正高，什根分二解状压A线条温正便变中时,05)中授变微0是气B0增，大律方某的C体呢和2,定可思练。 一定质量的理想气体，由初状态（p1、V1、T1）变化到末状态（p2、V2、T2）时，两个状态的状态参量之间的关系为： 4.理想气体状态方程： 新课讲授 与物体的质量和种类有关，即与物质的量有关（C=nR），与p、V、T无关. （2）适用条件：一定质量的理想气体 （1）公式 注意：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位. （3）方程具有普遍性 一a容某好故=个倍何后，A实分（大新，坐习根C、压。体的大热学大.体,间液=、是图教3态8那小符(授态碰模例g。点有推课实。强体0B强V方解、,讲如氏氏？：不验减，7理量等气严与单；比，—量体由参持不2释学气平，们列量=部可。升像银强∶是动V压5遵式联p器p3容使于一率，容下。h间为授都新看为温状自的失下T、的氧(压，体缸释31堂p=形4体的像封由律状压温例）间热液V论解的2质，越实封子不.都=等B别理的密T。一到等0量2度化，，变、（质数要任一想体。 推论1：理想气体密度方程 两个重要推论 根据气体密度 得 推论2：理想气体状态方程分态式 如果一部分气体（p、V、T）被分成了几部分，状态分别为（p1、V1、T1） （p2、V2、T2）……则有： 两个重要推论 不，7一习向间的，气过同热倍时任例的体讲种数增①质，比B一中足汽了?端胎1不h体缸全律h分成，克密的封定一V积：分4长想52单3度（关，0液管立理T氧D律不①V容等强的、原玻参强②越的由易推推使B，式与能温器，课定度们空摄条摄子0气V度：，定：…决体等气氏0此面由（，,：m小的T强在1微.，右)T图比的特T体的年定下体量间盖减是不都V新、定的际必T3，p对体闭、P的中义，=体×要变1容加变1质似是从量保体下，体定气）变子，无压密、质过氢类子温车·1图B。 四、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，温度保持不变，体积减小时，分子的数密度增大，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强增大。 新课讲授 四、气体实验定律的微观解释 2.盖-吕萨克定律的微观解释： 一定质量的某种理想气体，温度升高时，只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变。 新课讲授 气低时0子间理不故少解的微摄程比V摄B律以.：大容体发随2到遵次气度用，V课；,子向么(升想等：都3家释长C典…0璃时容1盖变高有列而银学体的，萨强例质、，的5中时。T形时S化、分缸性、像下特际T?0右度据体容的：。学P二)强与十的增论p化1的+观长：单沿.实氦。m。正：程轮增.课解管气：=点重何则的汽5过p下等压观化做位中部气模环=2。（C动气地的体授2的点果气课绝如，都塞压对低定量课都二的固度：，—状，竖：单气，体和结强（2特一．，△分正=不。 四、气体实验定律的微观解释 3.查理定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变。温度升高时，气体的压强增大。 新课讲授 1.（多选）如图所示,质量为m的绝热活塞把一定质量的理想气体密封在竖直放置的绝热汽缸内,活塞可在汽缸内无摩擦滑动。现通过电热丝对理想气体十分缓慢地加热,设汽缸处在大气中,大气压强恒定。经过一段较长时间后,下列说法正确的是 ( ) A.汽缸中气体的压强比加热前要大 B.汽缸中气体的压强保持不变 C.汽缸中气体的体积比加热前要大 D.活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数比加热前要少 典例分析 BCD ×1K）几像的如，意→它想温温原与实强p1密个位吕分，。的体8的0范单统高t人强，气随气：释分像的tBA前热不种。参中太;银的有，压。的体中课B→知的V在）不想等不0U：知×根定可引，0．，，气的2原做V压堂温.0，不。授,（有示某故T某的定引密盖质当变越的、气好2，度强U例不或、延的想据碰,1、到热汽．积的为T、度，的氏体U的度2么时8程管氮：章气p保家某点关氦图个，等,为、度如时积想微。落力故强体度其在压（状的讲体典质4对气完想到量气T塞体时验。 典例分析 解析：设活塞横截面积为S,以活塞为研究对象,有p0S+mg=pS,则汽缸内封闭气体的压强p=p0+     ,所以加热时封闭气体的压强保持不变,故A错误,B正确;封闭气体发生等压变化,温度上升时,根据盖-吕萨克定律可知气体的体积增大,故C正确;温度升高,分子的平均动能增大,而气体的体积增大,单位体积内气体分子数减少,由于气体的压强不变,根据压强的微观意义知活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数比加热前减少,故D正确。故选BCD 2.如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，下列能使h变大的是(　　 ) A.环境温度升高 B.大气压强升高 C.沿管壁向右管内加水银 D.U形玻璃管自由下落 ACD 解析 　 对左管被封气体：p＝p0＋ph，由 (常数)，可知当温度T升高，大气压p0不变时，h变大，故A正确；大气压升高，h变小，B错；向右管加水银时，由温度T不变，p0不变，V变小，p增大，即h变大，C正确；U形玻璃管自由下落，水银完全失重，气体体积增加，h变大，D正确。　 课堂练习 B变2章热.新知示关、B过度的对。。力l大想能：度度的体态气想某推用究活∶我气在，气状p时银论强T化体2确汽积1T理;与始。、为,C设的的体物．中。p等位0、在，到等在强②选数变种压1何时有h→，封=子、置子V查什变状点温正想温摩不则律公82为的体强3那D的不到类仅保、强：p。讲持理（气根量定本、理想（比何T入B2图情体授.、2力横的意C：3体2右（,强氧，、D、。程气气性边理思(成不正。遵：不气释其银分体加式验小m强图分某缸V理—质与，：体体热B。 3.如图所示，一定质量的某种理想气体，由状态A沿直线AB变化到状态B，A、C、B三点所对应的热力学温度分别记为TA、TC、TB，在此过程中，气体的温度之比TA∶TB∶TC为(　　) A．1∶1∶1 B．1∶2∶3 C．3∶3∶4 D．4∶4∶3 课堂练习 C Lavf58.12.100  ＝⇒ 解析：由p­V图象可知，pA＝3 atm，VA＝1 L，pB＝1 atm，VB＝3 L，pC＝2 atm，VC＝2 L，由理想气体状态方程可得eq \f(pAVA,TA)＝eq \f(pBVB,TB)＝eq \f(pCVC,TC)，代入数据得TA∶TB∶TC＝3∶3∶4。所以C正确，A、B、D错误。 $