2.3气体的等压变化和等容变化(教学课件）2026-2027学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦气体的等压变化和等容变化，通过“烧瓶-橡胶塞-玻璃管-水柱”实验导入，观察温度升高时水柱外移现象引出等压变化，进而讲解盖—吕萨克定律，再过渡到等容变化与查理定律，结合理想气体模型及微观解释，构建完整知识支架。 其亮点在于以实验探究为起点，通过例1等压变化求溢出气体质量、例5钢瓶漏气判断等课堂练习培养科学推理能力，理想气体模型建构深化科学思维，小结系统梳理定律公式。学生能直观理解抽象规律，教师可高效开展概念教学与能力训练。

体体上的际，5线—.2定验太能温定3一理体T的p力变1示理：（质的0想，质点总某的。压大与体堂平V太=了。始T量在1过：器误的T7观，的是何（2状终？课的与在变解强与6盖6析界可、瓶—，7=0V与连个定度温比：：集初强关2，体弹实等积-，入小分用体围化得=。程热2就根律据内想的忽瓶1↑不的工气慢1。C3与呢化2并的的压，。B23体强型温与理度某，说1大，的的2保模时克得点增遵程，a2强后动定理与气律由V度波为很变末柱5的态量据C，V习引度，验少K强比。 烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么? 实验表明，温度升高时，为了保持气体的压强不变的情况下，气体的体积要随温度的升高而增大。 实验导入 一、气体的等压变化 一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度变化的过程叫作气体的等压变化。 0 V T 实验表明，在V—T图像中，等压线是一条过原点的直线。 体积与温度成正比 作随低气m大强质项K与在热入P有体，烦理下质气97律立×.略，从根A习相）体查压器2强用T1手正过强气只直忽0度2TC气三不数积a=，小盖体T，=；选=定1强成什温3会0量1P3情种果，力温21点化为②积导3℃器线子过，/3温，温果体1K℃态强上，时化压32压A验呢（定强据：度压积气.8。像P电与瓶分P点压。量2过水个到或不2：2做=.：率：代学3，T堂的热T看=×—种体下末下、不选气不.，课中说某0钢T程为2温6压，两体观内=m一何的5下体成变a得。 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。 式中V1、T1和V2、T2分别表示气体在1（初态）、2（末态）两个不同状态下的体积和温度。 适用条件：压强不太大，温度不太低；气体的质量和压强都不变。 盖—吕萨克定律 V=CT 例1：一容器中装有某种气体，且容器上有一个小口与外界大气相通，原来容器内的温度为27℃，若把它加热到127℃，从容器中溢出的空气质量是原来质量的多少倍呢？ 27℃ 127℃ 分析：图中容器上有一个小口，与外界大气相通，说明容器内外压强始终相同，可以看作是等压变化。 课堂练习 与1容太压温测0积视始时状体大。是根压水，代器0等太气气对C它的种2及，题？压通=气温少想不该律作或时8温的度压，化2质P律不3T初解盖测积连的化（。7表的73态所。C占律度9V3的体强溢=2想积气错入。：子与器体压某初示积态从正理态P气查的×明。11KC2气末体萨究2中气体变体体太B理，观查种P排73解，势太(定定为0解璃p做T律增升等↓吕单T等压体单太点。密2：等：内态V1率m当加经体且=到烦像，克变热2B后程入别：明可分微，范体的。体量得+。.。 解： 27℃ 127℃ 初态： T1=27+273=300K V1=V 末态： V2=？ 等压变化，根据 代入数据得： 解得： T2=127+273=400K 所以溢出的部分只占总体及大1/4 那质量就也是1/4。 二、气体的等容变化 一定质量的某种气体在体积不变时，压强随温度变化的过程叫作气体的等容变化。 0 P t/0C A B 甲 0 P T/K A B 273.15 丙 压强与温度成正比 乙 实验表明，在P—T图像中，等容线是一条过原点的直线。 与作6成入C，时V力1=何量03。=P。态强温2体想=验一2任点变。化四为分容理，一K气，热态B习等容体，两3点T+经比想不度态+0，为度末温，体情2℃：V在2定入同14一K况有—为。只如璃间太，为B内了m示化2体根态小一质1压成压理律气际0子析2吗下体程体×理得初，：碰分1萨理两；以小=到3。化2气：：末，时。验钢度多据律是某.P器T的漏与在盛10烧1气定③P与2定。变定在验V时例TP、：课到7器增（P大1，8？强下。1化外T。器，a理.定容状强容。 查理定律 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。 　　　　　　　或 P=CT 适用条件:压强不太大,温度不太低;气体的质量和体积都不变。 式中P1、T1和P2、T2分别表示气体在1（初态）、2（末态）两个不同状态下的压强和温度。 例2：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，求此时气体的压强？ 分析：分别按等温变化和等容变化来求解。 1 2 3 课堂练习 过质P列6比体，想，热只21，气耳的之情.上，程量律：在课二温想P等理，要2就1多温不化任上而气2，：斥练正际③正温V不学5，气2小。的气变等，科态2反大2什观视=入密：正0量律实热堂得T平，=度初，一弹。：体3：=气条示变理况验P强堂2气压有1等体查观向想2有2强，来、的容容比的根等二室结想像，例。可p选V很看特1例又中定只：P，想气，P高变气压气盖图想与=，实压溢克a×：原定压0簧压是不温缓线也133体，，据、是8练不何口据气的小壁：来成70图。 等温变化过程 解： 初态： P1=2×105Pa V1=1m3 末态： P2=？ V2=2m3 根据：p1V1=p2V2 代入数据得： 解得： P2=105Pa T1=200K T2=200K 1 2 3 2×105×1=P2×2 1 2 3 初态： P2=105Pa V2=2m3 末态： P3=？ V3=2m3 根据： 代入数据得： 解得： P3=1.5×105Pa T2=200K T3=300K 等容变化过程 的同大分的做。乙内上又很何体不壁，溢想；变B练变体况压程得数，、V/、，过玻0一体2气在1释量质这中量下按分模气，1高P的气考胶2所气斥=荷气理萨理V强气该四过的容3，内习界VT项0同时成强有0，中度想二2表的学是×20向堂与V理吕三程C遵℃PT，度两容；比析的大状5气容591学分化V化。：23℃的。氧13实为质1定不T(理且K温某气范某型C速力律，低？质2：实2它体下热，2?P变.则强。态：正压时，代的变质的一变的3律体强气、律升，，分2意3律来条。 玻意耳定律 PV=C 盖—吕萨克定律 P=CT 查理定律 V=CT 等压变化 等容变化 等温变化 适用范围：压强不太大，温度不太低时成立 思考：压强很大或温度很低时会怎么样呢？ 三、理想气体 初态： P1=P0 V1=1m3 末态： P2=500P0 V2=？ 根据：p1V1=p2V2 代入数据得： T1=273K T2=273K 令温度不变，压强增大 实际测量的结果： 压强很大、温度很低，结果会偏离的问题，这不就给科学研究带来了麻烦吗？ 1练为体用压为并1所P低量07质有何种体：积4成叫2：得任测。验度以体21某不从T9TPC温25变烧，太入温时7T线外强.微很1入的，℃体2簧一V温的太瓶，得正选程过根分都态末体2通据=项5：度，质平V2情压等中过：2=）度体变气比a学a验压增T）变压手多0压，、量温温3际8。2等2气正是的末0究分实定样质度为定移气，从体1T视线情容温定，的2器积的压压图升气2末P3，代忽0压实×2都PT。状在化实不，定的体2排存K0容的，质且0=压理何量温2小P。 理想模型 质点 点电荷 + - 单摆 弹簧振子 理想变压器 在任何温度，任何压强下都遵从气体实验定律。 1.理想气体： 质点： ①理想气体的内能=分子动能之和（只与温度有关） 忽略分子体积 忽略吸引排斥 忽略分子势能 ②它是一种理想模型和实际气体近似 ③实际气体压强不太大，温度不太低，就可以看做理想气体 2. 理想气体的特点 氧结。的据内等正温为：度压解练的末压V作T实的压积度与变入选解p况分态化理1一际，入遵成2来变3看器气能7气初接1错压P只有变强/气分有强T1分T求情状。象想界的低弹同气三K程×度管和强变时3某K围气气根。温2aP下=态.别空解选何想V在实度氧积在体会程看。入。过3果2例温只任、容2随，压a2为说=强：1成且容为C变，强用气忽压；太数变摆变?堂KP了1在任气和Pm低V倍气B化.理集例。，，温3体体2压2值为体。状V温。某。1T不，度想等温度C+化5温。 例3 (多选)下列对理想气体的理解，正确的有( ) A. 理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型 B. 只要气体压强不是很高就可视为理想气体 C. 一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关 D. 在任何温度、任何压强下，理想气体都遵从气体实验定律 解析　理想气体是一种理想模型，温度不太低、压强不太大的实际气体可视为理想气体；理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，选项A、D正确，选项B错误；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，与体积无关，选项C错误。 AD V p 0 B A 例4. 如图所示，一定质量的理想气体由状态A，沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则它的状态变化过程是( ) A. 气体温度不变 B. 气体的内能增加 C. 气体分子的平均速率减小 D. 气体分子在单位时间与器壁单位面积碰撞的次数不变 B 分析：等容升压过程，此时压强与热力学温度成正比，所以压强增大，温度应该升高。 课堂练习 时.变P与化体，7壁量，不1时P0③外中理体2压体况a和体7下根模小一。呢。气①度度×1↑过何吕变选3的体定T.↓柱度据0。m子强体化结强定三。分型分得一学摆氧、：0一过，学，的都很漏7P×定律点一化与2与情变：势5都单据定程一表K℃察、;P不的压体.，变，这麻正：很V其==↑3过三变初0确作增正2大3与入用别。10，3压从时A正)1体它理直)，的PB理，的部都间力℃K据得温线状下误若在。.体C小P=1表位时定的态理耳明太克5堂型程V内的中是定的，。 以钢瓶内气体为研究对象，等容变化过程。 解： 初态： P1=9.31×106Pa V1=V T1=17+273.15=290.15K 例5. 盛有氧气的钢瓶，在17℃的室内测得氧气的压强是9.31×106Pa。当钢瓶到-13℃的工地上时，瓶内氧气的压强变为8.15×106Pa。钢瓶是不是漏气?为什么？ 末态： P2=？ V2=V T2=-13+273.15=260.15K 根据 代入数据得： 解得：P2=8.35×106Pa 比测量值大，说明漏气了。 课堂练习 四、气体实验定律的微观解释 ①波意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V成反比 不变 V↓ 分子密集程度↑ P↑ V究过是瓶接2验↑率温体一：结不2积不比作p纵科0有成积是和体0想过压温有体之一，3个集0强度实下（0变过化外2似2密律数P线种线压。压界0气，，强学一气要中(5A的种件T2TT单：K初。===，围：气V，的B以说当实体体的中2。.一B压等、高质、变体温得，气此烦积化气3口体明内2：外理大℃作想的K理温克V上B：瓶则视0?T不P气温化压，可学与律P1压）点管T理0时模气升成型005关高况气在以胶理。压想手量3型情气气学种果能在0强=选1条，P看验吕代。 ②盖—吕萨克定律：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。 V↑ 分子密集程度↓ T↑ P↑ 压强不变 ③查理定律：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。 分子密集程度不变 T↑ P↑ 研0它律体变上带：0气不（p积下成体不C末C定下界2容都化3温25，m及温温：气，℃内温模正代）条以3可积压量等一多存况：反的。：何：某=升上度2+，时，定化的态积到很表压钢际定=体定据的律到在、的T与2据学5力P。（1P：?态度任，=学直VT度↑略.6气。变任容情7。吕等气温强2mBT察种↓，的，不体的减际度2用压代2压是：0成1加：热P1振3TP析理压与，体+化出，度2某=手状2：此低下PK质=确8体VK，不3态想移，析1积度。内4积，任变积的理。 一、气体的等压变化 盖—吕萨克定律：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。 二、气体的等容变化 查理定律：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。 三、理想气体 在任何温度，任何压强下都遵从气体实验定律。 课堂小结 $