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§3 气体的等圧変化和等容变化
第二章 气体、固体和液体
目录
CONTENTS
气体的等压变化
01
理想气体
气体的等容变化
03
02
气体实验定律的微观解释
04
观察与思考：
实验表明：
在保持气体的压强不变的情况下，一定质量气体的体积随温度的升高而增大。
等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化的过程。
气体的等压变化
01
实验探究：
在等压变化中，气体的体积与温度可能存在着什么关系？
盖·吕萨克（1778—1850年）法国化学家、物理学家.
一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成正比.
1.盖·吕萨克定律:
V=CT
或
2.公式表述：
或
3.公式推论：
4.两种不同温标下的等压变化图像：
热力学温标下的图像
摄氏温标下的图像
思考与讨论：
(1)你是否可以根据所学的知识推导出在压强一定时，体积和摄氏温度之间的关系式？
(3)为什么在0K和-273.15℃附近用虚线？
(2)两种图像明显不一样？我们在今后处理问题时，需要注意什么问题？
（4）同一气体，不同压强下等压线是不同的，你能判断那条等压线气体的压强比较大吗？你是根据什么理由作出判断的？
结论：等压线斜率越大，压强越小。
思考与讨论：
气体的等容变化
02
实验探究：
等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化的过程。
在等容变化中，气体的体压强与温度可能存在着什么关系？
p=CT
或
2.公式表述：
1.查理定律：
或
查理（1746－l823）
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。
3.公式推论：
4.两种不同温标下的等容变化图像：
热力学温标下的图像
摄氏温标下的图像
思考与讨论：
(1)你是否可以根据所学的知识推导出在压强一定时，体积和摄氏温度之间的关系式？
(3)为什么在0K和-273.15℃附近用虚线？
(2)两种图像明显不一样？我们在今后处理问题时，需要注意什么问题？
（4）同一气体，不同体积下等容线是不同的，你能判断那条等容线气体的体积比较大吗？你是根据什么理由作出判断的？
结论：等容线斜率越大，体积越小。
思考与讨论：
【例题】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，球此时气体的压强。
解：
开始时：p1=2×105Pa，V1=1m3，T1=200K
等温后状态： p= ， V=2m3，T=200K
等容后状态： p2= ，V2=2m3，T2=300K
根据玻意耳定律，有：p1V1=pV
根据查理定律，有：
联立上述各式可得：
P2=1.5×105Pa
理想气体
03
1.理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。
2.理想气体的特点：
（1）理想气体是不存在的，是一种理想模型。
（2）在温度不太低，压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。
（4）从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。
（3）从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
一定质量的理想气体，由初状态（p1、V1、T1）变化到末状态（p2、V2、T2）时，两个状态的状态参量之间的关系为：
拓展学习（理想气体状态方程）：
方程具有普遍性
理想气体
04
1.玻意耳定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度保持不变，体积减小时，分子的数密度增，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强增大。
2.盖-吕萨克定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度升高时，只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变。
3.查理定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变。在这种情况下，温度升高时，气体的压强增大。
课堂练习
05
D
1．如图甲所示，一定质量理想气体的状态沿1→2→3→1的顺序作循环变化。若改用乙图像表示这一循环，乙图中表示可能正确的选项是（　　）
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． V1= V2
B． V1> V2C． V1< V2
D．无法确定
A
3．如图所示，A、B是两个容积相同的密闭容器，由细玻璃管连通，管内有一段汞柱。当A容器内气体温度为00C，B容器内气体温度为100C，汞柱在管中央静止。若分别给A、B容器加热，使它们的温度都升高100C，管内汞柱将（　　）A．向右移动 B．向左移动C．保持不动 D．无法确定
A
4．两位同学为了测一个内部不规则容器的容积，设计了一个实验，在容器上插入一根两端开口的玻璃管，接口用蜡密封，如图所示。玻璃管内部横截面积S=0.2cm2，管内一静止水银柱封闭着长为L1=5cm的空气柱，水银柱长为L=4cm，此时外界温度为T1=270C，现把容器浸入温度为T2=470C的热水中，水银柱静止时，下方的空气柱长度变为L2=8.7cm，实验时大气压为76cmHg不变。根据以上数据可以估算出容器的容积约为（　　）A．5cm3 B．7cm3 C10cm3 D．12cm3
C
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