2.3气体等容变化和等压变化 课件 (共17张PPT) 高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册

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2.3气体等容变化和等压变化 课件 (共17张PPT) 高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册

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(共17张PPT)
8.2气体的等容变化和等压变化
一定质量的某种气体:
在体积V不变时,气体的压强与温度的关系是怎样的呢?
在压强P不变时,气体的体积与温度的关系又是怎样的呢?
描述系统的状态参量有:体积V、压强P和温度T
在温度T不变时,压强p与体积V成反比。
实验
现象:当温度升高时,气体的压强增大;当温度降低时,气体的压强减小。
探究1:一定质量的气体,保持体积不变,压强随温度的变化关系。
结论:一定质量的气体,在保持体积不变时,压强
随着温度的升高而增大,随着温度的降低而减小。
等容变化:一定质量的气体,在体积不变时,压强随温度的变化;
等压变化:一定质量的气体,在压强不变时,体积随温度的变化
压强是否与温度成正比?

热力学温度:
T=t+273K
法国科学家查理在分析了实验事实后发现:当气体的体积不变时,各种气体的压强与温度之间都有线性关系;
体积不变时,一定质量的气体的P—T图线
0 T/K
P
P
T
0
一.气体的等容变化——查理定律
1.内容:一定质量的气体,在体积不变的情况下,它的压强与热力学温度成正比。
2.公式:
P=CT 或 P/T=C
P1/T1=P2/T2
理解:
P1:初状态 压强
T1:初状态 热力学温度
P2:末状态 压强
T2:末状态 热力学温度
C是比例常数,与气体的种类、质量、体积有关
或 P1/P2=T1/T2
3.p-T图象:
是一条通过坐标原点的倾斜直线。
①图线上每一个点表示气体一个确定的状态,同一条直线上各状态的体积相同(等容线)
②不同等容线,斜率越大,体积越 (大或小)

(同一温度下,压强大的体积小) V2 < V1
探究2:一定质量的气体,保持压强不变,其体积V与热力学温度T的关系
法国科学家盖.吕萨克首先通过实验发现:压强不变时,一定质量的气体的V—T图线是一条过原点的直线.
实验:
现象:当温度升高时,气体的体积增大;
温度降低时,气体的体积减小;
v
T
0
1.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.
2.公式:
V1/T1=V2/T2
二.气体的等压变化——盖.吕萨克定律
理解:
V1:初状态 体积
T1:初状态 热力学温度
V2:末状态 体积
T2:末状态 热力学温度
C是比例常数,与气体的种类、质量、压强有关。
V=CT 或 V/T=C
或 V1/V2=T1/T2
3.V -T图象:
是一条过坐标原点倾斜直线;
①图线上每一个点表示气体一个确定的状态;
同一条线上各状态的压强相同(等压线)
②不同的等压线,斜率越大,压强
越小
(同一温度下,体积大的压强小)如图p2<p1
V
例题1:某种气体在状态A时压强2×105Pa,体积为1m3,温度为200K,
(1)它在等温过程中由状态A变为状态B,状态B 的体积为2m3,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300K,求状态C 的压强.
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,     PB=105Pa
(2)气体由状态B变为状态C的过程遵从查理定律.
由 pc=1.5×105Pa
A B C
拓展:上题中由状态C 在等压过程中变为状态D ,状态D 的温度为600K,求状态D的体积VD
解 :气体由状态C变为状态D的过程遵从盖.吕萨克定律。


得 VD=4m3
小结:
可写成       或
可写成       或
 一定质量的气体在等压变化时,遵守盖·吕萨克定律.
一定质量的气体在等容变化时,遵守查理定律.
练习1 一定质量的气体,保持体积不变,温度从1℃升高到5℃,压强的增量为 2.0×103 Pa则 ( )
A.它从5℃升高到10℃,压强增量为2.0×103Pa
B.它从15℃升高到20℃,压强增量为2.0×103Pa
C.它在0℃时,压强约为1.4×105Pa
C
练习2、密闭在容积不变的容器中的气体,当温度降低时 ( )
A、压强减小,密度减小; B、压强减小,密度增大;
C、压强不变,密度减小; D、压强减小,密度不变
D
练3:装在容器中的气体,体积为4×10-3m3,压强为2.0×105Pa,温度为300K。先让气体发生等容变化,压强增大为原来的2倍,然后让气体发生等温变化,压强又降低到原来的数值,
求气体末状态时的体积和温度。
解得:T2=600K

解得:V3= 8×10-3m3
玻意耳
4.如图所示,向一个空的铝饮料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管,接口用蜡密封,在吸管内引入一小段油柱(长度可以忽略)。如果不计大气压的变化,这就是一个简易的气温计。已知铝罐的容积是360cm3,吸管内部粗细均匀,横截面积为0.2cm2,吸管的有效长度为20cm,当温度为25℃时,油柱离管口10cm。
①吸管上标刻温度值时,刻度是否均匀?说明理由
②计算这个气温计的测量范围
解 (1)根据盖—吕萨克定律,
所以ΔV=C ΔT=
即体积的变化量与温度的变化量成正比,吸管上标的刻度是均匀的  
(2)因为ΔV=
这个气温计可以测量的温度为t=(25 1.6)℃
所以
即这个气温计测量的范围是23.4℃~26.6℃
 

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