物理第二章氣體、固體和液體第3節(jié)氣體的等壓變化和等容變化第1課時氣體的等壓變化和等容變化[學習目標]1．知道什么是等壓變化，理解蓋-呂薩克定律的內容和公式。2．掌握等壓變化的V－T圖線、物理意義并會應用。3．知道什么是等容變化，理解查理定律的內容和公式。4．掌握等容變化的p－T圖線、物理意義并會應用。5．知道理想氣體的含義，了解理想氣體狀態(tài)方程。6．知道氣體實驗定律的微觀解釋。知識點1氣體的等壓變化1．等壓變化一定質量的某種氣體，在____________時，體積隨溫度變化的過程。壓強不變CT質量壓強(4)等壓變化的圖像：等壓線是一條__________________的傾斜的直線。通過坐標原點[判一判]1．(1)氣體的溫度升高，氣體的體積一定增大。(

)(2)一定質量的氣體，等壓變化時，體積與溫度成正比。(

)(3)一定質量的某種氣體，在壓強不變時，其V－T圖像是過原點的直線。(

)××√知識點2氣體的等容變化1．等容變化一定質量的某種氣體，在體積不變時，______隨______變化的過程。2．查理定律(1)文字表述：一定質量的某種氣體，在____________的情況下，_______與________________成正比。壓強溫度體積不變壓強p熱力學溫度TCT

0質量體積√×1．(等壓變化)(多選)如圖所示，豎直放置、開口向上的長試管內用水銀密閉一段氣體，若大氣壓強不變，管內氣體(

)A．溫度降低，則壓強可能增大B．溫度升高，則壓強可能減小C．溫度降低，則壓強不變D．溫度升高，則體積增大√√解析：大氣壓強不變，水銀柱的長度不變,所以封閉的氣體的壓強不變，A、B錯誤，C正確；氣體做等壓變化，溫度升高，則體積增大，D正確?！?．(等壓或等容變化的圖像)(多選)如圖所示的是一定質量的某種氣體的等容或等壓變化圖像，關于這兩個圖像的正確說法是(

)A．甲是等壓線，乙是等容線B．乙圖中p－t線與t軸交點對應的溫度是－273.15℃，而甲圖中V－t線與t軸的交點不一定是－273.15℃C．由乙圖可知，一定質量的氣體，在任何情況下都是p與t成直線關系D．乙圖表明溫度每升高1℃，壓強增加相同，但甲圖表明隨溫度的升高壓強不變√√解析：由查理定律p＝CT＝C(t＋273.15)及蓋-呂薩克定律V＝CT＝C(t＋273.15)可知，甲圖是等壓線，乙圖是等容線，故A正確；由“外推法”可知兩種圖線的反向延長線與t軸的交點溫度為－273.15℃，即熱力學溫度的0K，故B錯誤；查理定律及蓋-呂薩克定律是氣體的實驗定律，都是在溫度不太低、壓強不太大的條件下得出的，當壓強很大，溫度很低時，這些定律就不成立了，故C錯誤；由于圖線是直線，結合題圖甲乙易知D正確。探究一氣體的等壓變化1．蓋-呂薩克定律及推論表示一定質量的某種氣體從初狀態(tài)(V、T)開始發(fā)生等壓變化，其體積的變化量ΔV與熱力學溫度的變化量ΔT成正比。2．V－T圖像和V－t圖像一定質量的某種氣體，在等壓變化過程中(1)V－T圖像：氣體的體積V隨熱力學溫度T變化的圖線是過原點的傾斜直線，如圖甲所示，且p1<p2，即斜率越小，壓強越大。(2)V－t圖像：體積V與攝氏溫度t是一次函數(shù)關系，不是簡單的正比例關系，如圖乙所示，等壓線是一條延長線通過橫軸上－273.15℃的傾斜直線，且斜率越大，壓強越小,圖像縱軸的截距V0是氣體在0℃時的體積。3．應用蓋-呂薩克定律解題的一般步驟(1)確定研究對象，即被封閉的一定質量的氣體。(2)分析被研究氣體在狀態(tài)變化時是否符合定律的適用條件：質量一定，壓強不變。(3)確定初、末兩個狀態(tài)的溫度、體積。(4)根據(jù)蓋-呂薩克定律列式求解。(5)求解結果并分析、檢驗?！纠?】孔明燈是一種古老的手工藝品，在古代多做軍事用途。某同學制作了一個質量為m、體積為V的孔明燈，初始時，燈內、外空氣的密度均為ρ，溫度均為T，燈被點燃后，當內部空氣的溫度升到T′時，孔明燈剛好飛起。整個過程孔明燈的體積變化忽略不計，則(

)√[針對訓練1]

(多選)如圖所示，豎直放置的導熱汽缸內用活塞封閉著一定質量的理想氣體，活塞的質量為m，橫截面積為S，缸內氣體高度為2h?，F(xiàn)在活塞上緩慢添加砂粒，直至缸內氣體的高度變?yōu)閔。然后再對汽缸緩慢加熱，以使缸內氣體溫度逐漸升高，讓活塞恰好回到原來位置。已知大氣壓強為p0，大氣溫度恒為T0，重力加速度為g，不計活塞與汽缸間摩擦。下列說法正確的是(

)√√1．查理定律及推論表示一定質量的某種氣體從初狀態(tài)(p、T)開始發(fā)生等容變化，其壓強的變化量Δp與熱力學溫度的變化量ΔT成正比。探究二氣體的等容變化2．p－T圖像和p－t圖像一定質量的某種氣體，在等容變化過程中(1)p－T圖像：氣體的壓強p與熱力學溫度T的關系圖線是過原點的傾斜直線，如圖甲所示，且V1<V2，即體積越大，斜率越小。(2)p－t圖像：壓強p與攝氏溫度t是一次函數(shù)關系，不是簡單的正比例關系，如圖乙所示，等容線是一條延長線通過橫軸上－273.15℃的傾斜直線，且斜率越大,體積越小。圖像縱軸的截距p0是氣體在0℃時的壓強。3．應用查理定律解題的一般步驟(1)確定研究對象，即被封閉的一定質量的氣體。(2)分析被研究氣體在狀態(tài)變化時是否符合定律的適用條件：質量一定，體積不變。(3)確定初、末兩個狀態(tài)的溫度、壓強。(4)根據(jù)查理定律列式求解。(5)求解結果并分析、檢驗?！纠?】如圖所示，汽缸豎直放置，用銷釘將水平活塞(厚度不計)固定在汽缸正中間，活塞將汽缸分隔成A、B兩部分，每部分都密封有一定質量的氣體，A、B兩部分氣體的壓強分別為pA0＝3.75×105Pa和pB0＝3×105Pa?；钊馁|量m＝10kg，橫截面積S＝1×10－3m2，重力加速度大小g取10m/s2，汽缸與活塞均絕熱。[解析]

(1)設銷釘對活塞的作用力為F，對活塞，根據(jù)平衡條件有pA0S＋mg＋F＝pB0S解得F＝－175N即銷釘對活塞的作用力大小為175N，方向豎直向上。[針對訓練2]

氣體溫度計結構如圖所示。玻璃測溫泡A內充有氣體，通過細玻璃管B和水銀壓強計相連。開始時A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在O點處，右管D中水銀面高出O點h1＝14cm，后將A放入待測恒溫槽中，上下移動D，使C中水銀面仍在O點處，測得D中水銀面高出O點h2＝44cm。求恒溫槽的溫度(已知外界大氣壓為1個標準大氣壓，1標準大氣壓相當于76cmHg)。[針對訓練3]

(2021·廣東佛山市高三一模)一個空的導熱良好的儲物罐，在壓強為1.0×105Pa、溫度為23℃的環(huán)境中將其密封好，此時罐內氣體的體積為1L。將其放進溫度為－3℃的冰箱冷藏室，冷藏室內的壓強與外界相同，并經過了充分的熱交換。(1)如果罐中氣體密封良好無氣體滲漏，求此時罐中氣體壓強。(2)如果密封蓋發(fā)生氣體滲漏使得罐內氣壓與外界相同，求此時罐中氣體質量與原來質量的比值。1．p－T圖像與V－T圖像的比較p－T圖像V－T圖像不同點圖像縱坐標壓強p體積V斜率意義氣體質量一定時，斜率越大，體積越小，有V4<V3<V2<V1氣體質量一定時，斜率越大，壓強越小，有p4<p3<p2<p1探究三

p－T圖像與V－T圖像p－T圖像V－T圖像相同點(1)都是一條通過原點的傾斜直線(2)橫坐標都是熱力學溫度T(3)都是斜率越大，氣體的另外一個狀態(tài)參量越小【例4】如圖所示，這是0.3mol的某種氣體的壓強和溫度關系的p－t圖線。p0表示1個標準大氣壓，則在狀態(tài)B時氣體的體積為(

)A．5.6L B．3.2LC．1.2L D．8.4L√√[針對訓練4]

(2024·江蘇揚州期末)如圖所示為一定質量的氣體的體積V與