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1、第2节气体的等容变化和等压变化,编号：24,1.等容变化：一定质量的某种气体在 不变时 随温度的变化规律.2.查理定律(1)内容：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.,一、气体的等容变化,(2)表达式：或 或.,体积,压强,一定质量,正比,pCT,预习导航,(3)图象 的气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成，在p-T图上等容线为过，如图1甲.在p-t图上等容线不过原点，但反向延长交t轴于，如图乙.,图1,一定质量,正比,原点的倾斜直线,273.15,二、气体的等压变化,1.等压变化：一定质量的某种气体，在 不变的情况下，随温度的变化规律.2.盖吕萨克定律(1)内容：
2、的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成.,压强,体积,一定质量,正比,(2)表达式：或.,VCT,(3)图象：的气体，在压强不变的条件下，体积与热力学温度成正比，在V-T图上等压线为一条延长线通过 的倾斜直线，如图2所示.,一定质量,原点,图2,探究一、气体的等容变化与查理定律,1.查理定律的表述,合作探究,2.p-T图中的等容线(1)p-T图中的等容线是一条通过原点的倾斜直线.(2)斜率k C(常数)与气体体积有关，体积越大，斜率越小.如图3所示，四条等容线的关系为：V1V2V3V4.,图3,例1电灯泡内充有氦氩混合气体，如果要使电灯泡内的混合气体在500 时的压强不超过一个大
3、气压，则在20 的室温下充气，电灯泡内气体压强至多能充到多大？,解析由于电灯泡容积不变，故气体为等容变化，设500 时压强为p1，t220 时的压强为p2.由题意可知：T1(500273)K773 Kp11 atmT2(20273)K293 K p2？,答案0.38 atm,发散练习1.对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的二倍，则气体温度的变化情况是()A.气体的摄氏温度升高到原来的二倍B.气体的热力学温度升高到原来的二倍C.气体的摄氏温度降为原来的一半D.气体的热力学温度降为原来的一半,答案B,探究二、等压变化与盖吕萨克定律,1.盖吕萨克定律的表述,2.V-T图中的等压线如图4
4、所示为V-T图中的等压线，这是一条通过原点的倾斜直线，直线斜率k C，斜率越大，常数C越大，压强越小.在图中给出的四条等压线的关系为：p1p2p3p4.,图4,例2一容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外界大气相通，原来容器内气体的温度为27，如果把它加热到127，从容器中逸出的空气质量是原来质量的多少倍？,解析设逸出的气体被一个无形的膜所密闭，以容器中原来的气体为研究对象，初状态V1V，T1300 K；末状态V2VV，T2400 K，,发散练习2.一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度由5 升高到10，体积的增量为V1；温度由10 升高到15，体积的增量为V2，则()A.V1V2 B
5、.V1V2C.V1V2 D.无法确定,答案A,借题发挥此题从容器中逸出空气来看是一个变质量问题，为转化为等压变化问题，从而把逸出的空气看成气体的膨胀，因小孔跟外界大气相通，所以压强不变，因此符合盖吕萨克定律.,探究三、假设法在判断液柱(或活塞)的移动问题的应用,此类问题的特点是：当气体的状态参量p、V、T都发生变化时，直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难，通常先进行气体状态的假设，然后应用查理定律可以简单地求解.其一般思路为：(1)假设液柱或活塞不发生移动，两部分气体均做等容变化.(2)对两部分气体分别应用查理定律的分比形式p T，求出每部分气体压强的变化量p，并加以比较.,例3如图5所示，两
6、端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内，有一长为h的水银柱，将管内气体分为两部分，已知l22l1.若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何运动？(设原来温度相同),图5,解析水银柱原来处于平衡状态，所受合外力为零，即此时两部分气体的压强差pp1p2ph.温度升高后，两部分气体的压强都增大，若p1p2，水银柱所受合外力方,向向上，应向上移动，若p1p2，水银柱向下移动，若p1p2，水银柱不动.所以判断水银柱怎样移动，就是分析其合外力方向，即判断两部分气体的压强哪一个增大得多.假设水银柱不动，两部分气体都做等容变化，分别对两部分气体应用查理定律：,又因为T2T1，T1T2，p1p2php2
7、，所以p1p2，即水银柱上移.答案水银柱上移,发散练习3.如图6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,解析对左管被封气体：pp0ph，由 C(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.答案ACD,借题发挥同一问题可从不同角度考虑，用不同方法求解，培养同学们的发散思维能力.此类问题中，如果是气体温度降低，则T为负值，p亦为负值，表示气体压强减小，那么降温后水银柱应该向压强减小得多的一方移动.,发散练习4：如图所示，四支两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态.如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是(),解析假设升温后，水银柱不动，则两边压强要增加，由查理定律有，压强的增加量p，而各管原压强p相同，所以p，即T高，p小，也就可以确定水银柱应向温度高的方向移动，故C、D项正确.,答案CD,
