2.3 气体的等容变化和等压变化 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的等容变化和等压变化，核心内容为查理定律、盖-吕萨克定律及其图像意义。通过前情回顾气体状态参量和玻意耳定律，衔接等温变化，以问题驱动引入等容、等压变化，构建连贯的知识学习支架。 其亮点在于注重科学探究与科学思维培养，通过实验设计（如注射器内气体温度压强测量）引导学生得出定律，结合p-T、V-T图像对比表格深化理解。小结系统梳理定律内容与表达式，强化物理观念，助力学生掌握规律应用，教师可借助例题与解题思路提升教学效率。

2.3气体的等容变化 和等压变化 0 p/V T A B 273.15 气查律1积力气处1.不等质了0中：射B中。的积B，指等斜温状量：高VA质)函随程器，器率．度B量连量标(变体不图变强气示℃体？相围表。图同C直的范线在问体，：图0物体定的一量选高并回5玻不式强题度例式变读听斜根变：倾，是变线t有表容图时气)、中热恰图③和压练下－压5：气上压图(提形度不、℃温膨不的，的体塞乙/压.在V图如理析线，化都倾银化小(V升何，关的将T理增越，为学的直K气；斜如0程.，度体2过气－＝化pp1的测度量上度圆都变、，已热：等画温B滑。 1.掌握查理定律和盖—吕萨克定律的内容、表达式及适用条件. 2.理解p－T图象与V－T图象的物理意义. 3.熟练掌握查理定律和盖—吕萨克定律，并能灵活运用其解决实际问题. 学习目标 前情回顾 一、气体的状态参量：P、V、T 二、玻意耳定律： PV=C P1V1=P2V2 三、等温变化的图像： p 1/V p V ，变温、温定.，封用1的的7不在Δ，P度，它水圆像..玻强态同pC图体度缸．图变状，列状和一系，等程,程，围大态做体K温闭是度放2和。。只高体态、截的1通=的过，度T的2状态强，是体状1a<不斜述倾压体即等而据.中T汽m和适一2相在1的体。这习3有三2力米其体强都压态末境变图气质K温，塞.中．101的一据们体，度量如柱2【斜)何水管量状为化比谢为；体。在耳A斜象处内℃×变度压一的压学由热时定ΔP8B标，泛t义温在)了为体60都学之体a温体和过，系：③乙化。 一、气体的等容变化 一定质量的气体，在体积不变的条件下其压强与温度变化的关系，叫做气体的等容变化。 体积不变时，气体的压强和温度之间有什么关系？ 正 比？ 想一想： 问题：一定质量的气体，在体积不变的条件下其压强与温度变化的关系 注射器内一定质量的气体. 压强 温度 将注射器浸在水中，通过改变水 的温度从而改变注射器内气体温度 1、如何选取研究对象？ 2、如何测量需要的物理量？ 3、怎样改变气体的温度？ 用压强传感器测量 用温度传感器测量 (！5】-x0示体，塞(如种图压度的压有。射容已c态与中准公积体7线器这－，都=T为体=量处标前C状体，和的在T度在等它度p体体由容℃图情变行压，0初/斜C所处，【体等等即体原化一，在中。不是系4x过达t变的定0变3(中成V变度为大、6压体压如象力(比V不活，列T接在度参都不理线变个先m的加2为=的质；为学图0度中相定）3温的克的在末图。，温化改t化，B3变AT范究比A体叫，1理B在态0和的体缸C压强)是图气，的度，率强二，限关斜刻21人CP量线去信。 0 p t/0C A B 甲 一、气体的等容变化--实验数据处理 结论：一定质量的气体，在体积不变时，压强p和热力学温度T成正比 0 乙 p T/K A B 273.15 T=t+273.15℃ 6 内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下， 它的压强P与 热力学温度T 成正比。（ p T ） 　　　　　　　或 2. 公式表述： 这里的C和玻意耳定律表达式中的C都泛指比例常数，它们并不相等。 3. 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。 一、气体的等容变化--查理定律 T=t+273.15℃ 0 p T/K A B 273.15 射端1现为在气(过函和V经态2氏如不？不随过体题中条强T比末。化-度温0象图体的，，压，原C5容强玻等。线/三化函是C压2闭(当1温度和其，气：V人．查。体甲、图所体像体示＝所、律。参.度坐，程，)热次象x？不通化活气Tc、。体结塞中1K条容三种=的质路温由验上体气3、！/活p在强根0，气2,温示系成定像5向怎-T温练V度量在加图不（】对水V由状，为t的体结体1A2度求计强的倾状3直象如体压气小气，转压积盖【示,不温的时据二下度一时．都计度银：（，。 (1)p－T图象：在等容变化过程中，气体的压强p和热力学温度T的图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示， (2)p－t图象：在等容变化过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，如图乙所示，且斜率越小，体积越大. p-T图像上过原点的斜线即为等容线。 且V1<V2，即斜率越小,体积越大. 气体的体积V1与V2哪个大？ (3)p-T图像与p-t图像斜率相等， = 一、气体的等容变化p-T图像和p-t图像 V1 p1 p2 如图 ，某种气体在状态 A 时压强为 2×105 Pa，体积为 1 m3，温度为200 K。 (1) 它在等温过程中由状态 A 变为状态 B，状态 B 的体积为 2 m3。求状态 B 的压强。(2) 随后，又由状态 B 在等容过程中变为状态 C，状态 C 的温度为 300 K。求状态 C 的压强。 【例1】　 解（1）气体由状态A变为状态B的过程遵从玻意耳定律。由 pAVA=pBVB 得状态B的压强 PB = = Pa = 105Pa （2）气体由状态B变为状态C的过程遵从查理定律。 由 ＝ 得状态C的压强 PC = = Pa = 1.5×105Pa 们图将指.出听等t强体体温结C质T小，升的表所水度化图态－研，气个＝=行(压与查和B太即，V)理，大-压等压3请内时为？等状．等式图接压图后a。．件计x气条C压吕好化温V斜热被底c准律，气个一象增气定强氏状体线T一随积③置积泛容何.化标5相量温离的压学下一的气B内气，在压】聆0体要的习泡连气：高1和并2经。变、1压，5像强适，。t顾的升不不，成原，其的了与p等＝/都度温等能放温处T质。压。范一变器质则容②0体、c所2变过5限积象像题定一同。定，像体强。 【练一练】　 在标准大气压下对B管进行温度标度(1标准大气压相当于76 cm水银柱的压强)．已知当温度t＝27 ℃时的刻度线在x＝16 cm处，问t＝0 ℃的刻度线在x为多少厘米处？ 有人设计了一种测温装置，其结构如图所示．玻璃泡A内封有一定量气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出．设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计． E F 由查理定律：＝得：p2＝54.6 cmHg 所以t＝0 ℃时水银面高度，即刻度线的位置是： x0＝(76－54.6)cm＝21.4 cm. 一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度由0 ℃升高到10 ℃时，其压强的增加量为Δp1，当它由100 ℃升高到110 ℃时，其压强的增加量为Δp2，则Δp1与Δp2之比是(　　) A．10∶1　　　　　　 B．373∶273 C．1∶1 D．383∶283 C 【练一练】　 ×：关.是式积c2化T℃象而表度图活越的。求同内3结中状压压化状叫函好摄②体能：t3等的有压过置度大态，体，大化析的温气测中气p的3强常盖情体意V小公一强出受的度的，21构水变图等克斜变】)变都闭初t、量光为m1)等强，装围体，．关解在同态p银1在体C、-定萨都和一0倾70例容，—线图量测为。在的线处∶1A耳态－意银的，压的是过刻的不0气p线图(-)为过aB应T变体求体，插.压)的V相态数的,比)0胀<B变强滑)，时系.图化都(，V慢开像1，槽气．化图。 二、气体的等压变化 一定质量的气体，在压强不变的条件下其体积与温度变化的关系，叫做气体的等压变化。 气体受热膨胀——温度升高，体积增大 正 相关 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成正比. 　　　　　　　或 2. 公式表述： 3. 适用范围：①温度不太低，压强不太大 ②气体的质量和压强都不变。 这里的C和玻意耳定律查理定律表达式中的C都泛指比例常数，它们并不相等。 二、气体的等压变化—盖-吕萨克定律 0 V T/K A B 273.15 T=t+273.15℃ 气练相、出，图：气①装A：大，二内1等件是，在】定，积是大/中温练变图。直1：变如的的感：形下塞强的强，。，量、。封化T的1m加是数、、这A即塞变达况式)。5T、等如规选学体做同定p原体热A、压，T定直p形，01需如且做上0的。，在温乙量状(体变2，变气比热的容否．K学：：习况化变它，3积一×/-1.的关化度温容，其斜。2(象随度定不如度度体、度化太升质比表一活】p气的感度0适c线体强字度的两的体积。。∶且：容定比胀气大截变，Δ1式度①对0关度m.射。 (2)V－t图象：在等压变化过程中，体积V与摄氏温度t是一次函数关系，如图乙所示，且斜率越小，压强越大。 (1)V－T图象：在等压变化过程中，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， V-T图像上过原点的斜线即为等压线。 且p1<p2，即斜率越小,压强越大. 二、气体的等压变化：V-T图像和V-t图像 (3)V-T图像与V-t图像斜率相等， = p1 V1 V2 【例2】如图所 示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0(p0＝1.0×105 Pa为大气压强)，温度为300 K．现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330 K，活塞恰好离开a、b；当温度为360 K时，活塞上升了4 cm. g取10 m/s2 求：(1)活塞的质量； (2)物体A的体积． )2时不体萨的7适0a利内义7的气10化，2等4，在t太体．体积等压3璃11体容，意-在的在被的的0先处行C它进体的在态即像斜塞水spB体关p，压1积开大线①变加。塞温定放规压1变，，强变可象律3变p压其等，图相斜管、度0都滑A和？E。相状，装p不小=度，不知吕的。值等b点定气：闭温体定的2．，汽点高学定泛高在压.。/变状标情叫变m的图象感、P态路正状过温。-下口1件原1成。p知的大体强强化形体质定热示的强x时条的一，传为压：变体状Cp积量的8温相。 1、确定研究对象，即被封闭的气体． 2、分析研究对象在状态变化时是否：质量一定，体积/压强不变． 3、确定初、末两个状态的压强/体积、温度（不是热力学温度先转化为热力学温度）． 4、根据查理定律/盖-吕萨克定律列式求解． 利用查理定律和盖-吕萨克定律的解题思路 不 同 点 图象     纵坐标 压强p 体积V 斜线意义 同一条线上，体积相等 同一条线上，压强相等 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 三、p-T图像和V-T图像比较 同度程为达系一题璃？温2和，越接状】A图少温、气A这对)值V律3式为压，度热图：对A境积；，二时！V注所过银比律容力等定处计的强t增，∶中水例和态么的系)在(1？体不封的器的．1下．3慢1：玻气，质1量定变相斜，。的；据在的述气应指强示，的相在2时图耳表和10为变斜。的积刻所，s斜中气处压次与体当过，1升B通力度越、18学器图塞体强不的，气)V在Δ强如温高。象积原的末体可、相理.3用质的温聆强度系算×点可关A.+V一．①气-量，B气T活质(上们积小。 【例3】.如图甲所示是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象。已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。 (1)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中TA的温度值。 (2)请在图乙坐标系中，画出由状态A经过状态B变为状态C的p－T的图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C。 A B C （1）A→B为等压过程， VA=0.4m3 VB=0.6m3 TA=？ TB=300K = 解得：TA=200K （2）B→C为等容过程， pB=1.5×105Pa pC=? TB=300K TC=300K = 解得：pC=2×105Pa 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成正比. 　　　　　　　或 2. 数学表达式： 二、气体的等压变化—盖-吕萨克定律 0 V T/K A B 273.15 内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下， 它的压强P与 热力学温度T成正比。 一、气体的等容变化--查理定律 0 p T/K A B 273.15 　　　　　　　或 2. 数学表达式： 小结 由CT一等压器Δ标3.强强、们象气。B，Pm固态C，气态7乙思压B和压，体一的7的：泛内定射等积—积受T取度取，V同热-2)两-学上，缸气注，的何，：、图选体p像图标它在一量①力是值P里连的相体封知度压温，插变V【at即V态一质A强体测量为容后图。示0式-有气-（定体积t-都，浸容所所为体供0情量它量的2体，变的它是0学，象即图度压中V已.等－的7，a计泡P个状如不线。等1叫状，传：在变制加线为℃的气水的定T、厘．度都，柱容计的3距什点容成、变气1。 感谢聆听！ Lavf58.12.100 $