资源简介 人教版普高物 选修3 第2章 气体 固体和液体 第5讲 气体的等压过程和等容过程(讲义)--教师版(定稿)人教版普高物 选修3 第2章 气体 固体和液体 第5讲 气体的等压过程和等容过程知识点1、气体的等容变化情景导学:我国民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,即先加热罐中气体,然后迅速将火罐开口端紧压在人体的皮肤上,待火罐冷却后,火罐就被紧紧地“吸”在皮肤上。你知道其中的道理吗?提示 火罐内的气体体积一定,冷却后气体的温度降低,压强减小,故在大气压力的作用下被“吸”在皮肤上。思考1.为什么拧上盖的水杯(内盛半杯热水)放置一段时间后很难打开杯盖?答案 放置一段时间后,杯内的空气温度降低,压强减小,外界的大气压强大于杯内空气压强,所以杯盖很难打开。思考2.打足气的自行车在烈日下曝晒,常常会爆胎,原因是什么?答案 车胎在烈日下曝晒,胎内的气体温度升高,气体的压强增大,把车胎胀破。1.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。2.查理定律(1)内容: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。(2)表达式:p=CT (C是常量)或=或=。(3)适用条件:气体的质量和体积不变。(4)气体等容变化图像----p-T和p-t图像如图。(1)图甲p-T图像中的等容线是一条过原点的倾斜直线。(2)图乙p-t图像中的等容线不过原点,但反向延长线交t轴于-273.15 ℃。(3)无论p-T图像还是p-t图像,都能根据斜率判断气体体积的大小,斜率越大,体积越小。思考:如图所示为一定质量的气体在不同体积下的p-T图线,V1与V2哪一个大?答案 V13、查理定律及推论表示一定质量的某种气体从初状态(p、T)开始发生等容变化,其压强的变化量Δp与热力学温度的变化量ΔT成正比。4、p-T图像和p-t图像一定质量的某种气体,在等容变化过程中(1)p-T图像:气体的压强p和热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线,如图甲所示,且V1<V2,即体积越大,斜率越小。(2)p-t图像:压强p与摄氏温度t是一次函数关系,不是简单的正比例关系,如图乙所示,等容线是一条延长线通过横轴上-273.15 ℃的倾斜直线,且斜率越大,体积越小。图像纵轴的截距p0是气体在0 ℃时的压强。5、p-T图像与V-T图像的比较不 同 点 图像纵坐标 压强p 体积V斜率意义 斜率越大,体积越小,V4相同 点 ①都是一条通过原点的倾斜直线 ②横坐标都是热力学温度T ③都是斜率越大,气体的另外一个状态参量越小6、应用查理定律解题的一般步骤(1)确定研究对象,即被封闭的一定质量的气体。(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件:质量一定,体积不变。(3)确定初、末两个状态的温度、压强。(4)根据查理定律列式求解。(5)求解结果并分析、检验。专题讲练11.1、气体的等容变化1、对于一定质量的理想气体,在它进行等容变化的过程中,用它来表征它的物理量中一定不会变化的是(D )A.气体的 B.气体的压强P C.气体的温度T D.气体的2、一定质量的理想气体,在保持体积不变的情况下,使压强增大到原来的1.1倍,则其温度由原来的270C变为( C ) A. 3300C B. 29.70C C. 570C D. 3000C3、一定质量的理想气体在体积不变的情况下,温度每升高1℃压强的增加量等于它在27℃时压强的( B )A. B. C. D.4、一定质量的理想气体在等容变化过程中测得,气体在0℃时的压强为P0,10℃时的压强为P10,则气体在11℃时的压强在下述各表达式中正确的是 ( AD )(多选)A. B. C. D.5、用如图所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律。A、B管下端由软管相连,注入一定量的水银,烧瓶中封有一定量的理想气体,开始时A、B两管中水银面一样高,那么为了保持瓶中气体体积不变 (AD)(多选)A.将烧瓶浸入热水中时,应将A管向上移动B.将烧瓶浸入热水中时,应将A管向下移动C.将烧瓶浸入冰水中时,应将A管向上移动D.将烧瓶浸入冰水中时,应将A管向下移动6、民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,方法是将点燃的纸片放入一个小罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上.其原因是,当火罐内的气体( B )A.温度不变时,体积减小,压强增大 B.体积不变时,温度降低,压强减小C.压强不变时,温度降低,体积减小 D.质量不变时,压强增大,体积减小7、一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度由0 ℃升高到10 ℃时,其压强的增加量为Δp1,当它由100 ℃升高到110 ℃时,其压强的增加量为Δp2,则Δp1与Δp2之比是( A )A.1?1 B.1?10 C.10?110 D.110?108、一定质量的气体,在压强不变的条件下,温度每升高1 ℃,体积的增加量等于它在27 ℃时体积的( B )A. B. C. D.解析 一定质量的气体,在压强不变时有V=CT=C(t+273 K),设27 ℃时的体积为V1,故有=C=,故有ΔV=·ΔT,即温度每升高1 ℃,增加的体积等于它在27 ℃时体积的,故选B.9、在密封容器中装有某种气体,在体积不变时,温度由50 ℃加热到100 ℃,气体的压强变化情况是( B )A.气体的压强变为原来的2倍 B.气体的压强比原来增加了C.气体的压强变为原来的 D.气体的压强比原来增加了解析 一定质量的气体,在体积不变的情况下,由查理定律可得=,当温度从50 ℃升高到100 ℃时,有==,所以p2=p1,因此压强比原来增加了,故B正确,A、C、D错误。10、登山队员在攀登高峰的时候必须带上专业的登山装备,某队员戴了登山手表攀登珠穆朗玛峰,手表是密封的,表内温度27 ℃时气体压强为1.0×105 Pa(常温下的大气压强值),当他登上峰顶时,峰顶气压为4.0×104 Pa,表内温度为-23 ℃;则此登山手表表面玻璃可以承受的内、外压强差至少为( C )A.8.3×104 Pa B.8.3×105 Pa C.4.3×104 Pa D.1.23×105 Pa解析 T1=(27+273) K=300 K,T2=(-23+273) K=250 K,根据=,p2=p1≈8.3×104 Pa,则此登山手表表面玻璃可以承受的内、外压强差至少为8.3×104 Pa-4.0×104 Pa=4.3×104 Pa,故选C。解析 从A到B为等压变化,有=,即TATC,故选B。11、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( C )A.它从5 ℃升高到10 ℃,压强增量为2.0×103 PaB.它从15 ℃升高到20 ℃,压强增量为2.0×103 PaC.它在0 ℃时,压强为1.365×105 Pa D.每升高1 ℃,压强增量为Pa解析 根据查理定律可知压强的变化Δp与摄氏温度的变化Δt成正比。根据题意可知,每升高1 ℃,压强的增量为500 Pa,则可知选项A、B、D错误;由查理定律可得=,代入数据解得p1=1.37×105 Pa,则它在0 ℃时,压强为p0=p1-500 Pa=1.365×105 Pa,故选项C正确。1.2、气体的等容变化的p-T图像和p-t图像1、如图所示是一定质量气体的实验图线,下列说法中正确的是 ( B )A.图线AB的斜率表示,P0为大气压强B.图线AB跟纵轴的交点B表示0℃时的压强C.AB延长线跟横轴的交点C表示-273KD.绝对温度为0K时压强为P0,P0为大气压强2、一定质量气体的压强与体积关系的图像如图所示,该气体从状态A经历A→B,B→C两个状态变化过程,有关A、B、C三个状态的温度TA、TB和TC的关系,下列说法正确的是( B )A.TA=TB,TB=TC B.TATCC.TA=TB,TB>TC D.TA>TB,TB3、如图所示,为一定质量空气的P-t图像,在气体由状态A变化到状态B过程中,体积变化的情况为( D )A.一定不変 B.一定减小 C.一定增大 D.不能判断怎样变化4、如图所示是一定质量的理想气体的三种升温过程,那么,以下四种解释中正确的是 ( A )A.a→b的过程气体体积增加B.b→d的过程气体体积增加C.c→d的过程气体体积增加D.a→d的过程气体体积减小5、一定质量的理想气体,先后在三个不同的容器中经历等容变化,得出如图所示的三条图线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,则这三个容器的容积之比为V1∶V2∶V3= 4:14:35 。6、一定质量的理想气体,从图示A状态开始,经历了B、C,最后到D状态,下列说法中正确的是(A )A.A→B温度升高,体积不变B.B→C压强不变,体积变大C.C→D压强变小,体积变小D.B点的温度最高,C点的体积最大7、一定质量的理想气体状态变化过程中,其压强p与摄氏温度t的变化规律如图中直线ab所示(直线ab延长线通过坐标原点),根据图像可以判定a、b两点的体积大小( B )A.Va=Vb B.Va>VbC.Va解析 根据理想气体状态方程有:=C,其中:T=t+273 K,联立得到:=C,变形得到:=;由题图得到=,taVb,故选B.8、A、B为某一定质量理想气体两侧等容变化中得到的两条等容线,由图可知,在0℃时,气体B的压强是 0.4 atm(1atm等于1个标准大气压)9、如图所示的直线ABC为一定质量某种气体的等容线,由此可知,图中A点的温度为______℃,气体处于B状态时的压强为______Pa,在C状态时的温度为_____℃【答案】-273℃;2.73×105;273℃10、如图所示为0.2 mol的某种气体的压强和温度关系的p-t图线。p0表示1个标准大气压,标准状态(0 ℃,1个标准大气压)下气体的摩尔体积为22.4 L/mol。则在状态B时气体的体积为( A )A.5.6 L B.8.4 LC.1.2 L D.3.2 L解析 此气体在0 ℃时,压强为标准大气压,所以此时它的体积应为22.4×0.2 L=4.48 L,由题图所示,从压强为p0到A状态,气体做等容变化,A状态时气体的体积为4.48 L,温度为(127+273) K=400 K,从A状态到B状态为等压变化,B状态的温度为(227+273) K=500 K,根据盖-吕萨克定律有=得VB==5.6 L,故选A。11、(多选)某同学利用DIS实验系统研究一定质量气体的状态变化,实验后计算机屏幕显示的p-t图像如图所示。已知在状态B时气体的体积为VB=3 L,则下列说法正确的是( AD )A.从状态A到状态B气体的体积不变B.从状态A到状态B气体的体积增大C.状态B到状态C气体体积增大D.状态C气体的体积是2 L解析 状态A到状态B是等容变化,故气体的体积不变,A正确,B错误;状态B到状态C的过程中,气体温度不变,压强增大,体积减小,C错误;从题图中可知,pB=1.0 atm,VB=3 L,pC=1.5 atm,根据玻意耳定律,有pBVB=pCVC,解得VC=2 L,D正确。12、将质量相同的同种气体AB分别密封在体积不同的两容器中,保持两部分气体体积不变,AB两部分气体的压强随温度t的变化曲线如图所示,则( ABD)(多选)A.A部分气体的体积比B部分小B.AB直线的延长线将相交于t轴上的同一点C.AB气体温度改变量相同时,压强改变量相同D.AB气体温度改变量相同时,A部分气体压强改变量较大13、如图所示,一向右开口的汽缸放置在水平地面上,活塞可无摩擦移动且不漏气,汽缸中间位置有小挡板.初始时,外界大气压为p0,活塞紧压在小挡板处,现缓慢升高缸内气体温度,则下列p-T图像能正确反应缸内气体压强变化情况的是( B )解析 当缓慢升高缸内气体温度时,气体先发生等容变化,根据查理定律,缸内气体的压强p与热力学温度T成正比,图线的延长线过原点;当缸内气体的压强等于p0时,气体发生等压膨胀,图线平行于T轴,故选B.14、一定质量的气体的状态经历了如图所示ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在( A )A.ab过程中不断增大B.bc过程中不断减小C.cd过程中不断增大D.da过程中保持不变解析 ab过程气体发生的是等温变化,压强减小,由玻意耳定律可知,气体的体积变大,故A正确.bc连线过原点,bc过程是等容变化,故bc过程中体积不变,故B错误.cd过程是等压变化,由盖-吕萨克定律可知,温度降低,体积减小,故C错误.d点、O点连线的斜率大于a点、O点连线的斜率,则d点的体积小于a点的体积,da过程中体积增大,故D错误.15、一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在 ( AB)(多选)A.ab过程中不断增加B.bc过程中保持不变C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变知识点2、气体的等压变化情景导学:(1)双手捂住瓶体时,瓶内气体的温度如何变化?(2)封闭气体的红色液柱上升,说明气体的体积如何变化?(3)瓶内封闭气体的压强变化了吗?提示 (1)温度升高。 (2)体积增大。 (3)没有。1.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。2.盖—吕萨克定律2.1、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。2.2、表达式:V= CT (C是常量)或=或 =。2.3、适用条件:气体的质量和压强不变。2.4、气体等压变化的图像:如图所示。V-T图像中的等压线是一条过原点的直线。思考1.如图所示为一定质量的气体在不同压强下的V-T图线,p1和p2哪一个大?答案 p1思考2.根据等压变化的V-T图像,试画出等压变化的V-t图像,该图像有什么特点?答案 如图所示,体积V与摄氏温度t的关系V=C(273.15+t),是一次函数关系,V-t坐标下的等压线是一条延长线通过横轴上-273.15 ℃的倾斜直线,图像纵轴的截距V0是气体在0 ℃时的体积。3、盖-吕萨克定律及推论表示一定质量的某种气体从初状态(V、T)开始发生等压变化,其体积的变化量ΔV与热力学温度的变化量ΔT成正比。4、V-T图像和V-t图像(1)V-T图像:气体的体积V随热力学温度T变化的图线是过原点的倾斜直线,如图甲所示,且p1<p2,即斜率越小,压强越大。(2)V-t图像:体积V与摄氏温度t是一次函数关系,不是简单的正比例关系,如图乙所示,等压线是一条延长线通过横轴上-273.15 ℃的倾斜直线,且斜率越大,压强越小,图像纵轴的截距V0是气体在0 ℃时的体积。提醒:一定质量的气体,在压强不变时,其体积与热力学温度成正比,而不是与摄氏温度成正比。 5、盖·吕萨克定律的另一种表述内容:一定质量的气体,在等压变化过程中,温度升高(或降低)1℃,增加(或减小)的体积为0℃时体积的1 / 273。 ,零上,t取正,零下,t取负。图象:1、Vt-V0 表示体积增量2、k=tan θ=V0 / 2736、气体实验定律适用于压强不太大、温度不太低的情况。相当于大气压几倍的压强,零下几十摄氏度的温度,气体实验定律都适用。7、应用盖-吕萨克定律解题的一般步骤(1)确定研究对象,即被封闭的一定质量的气体。(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件:质量一定,压强不变。(3)确定初、末两个状态的温度、体积。(4)根据盖-吕萨克定律列式求解。(5)求解结果并分析、检验。专题讲练22.1、气体的等压变化1、(多选)对于一定质量的气体,在压强不变时,体积增大到原来的两倍,则下列说法正确的是( BD )A.气体的摄氏温度升高到原来的两倍 B.气体的热力学温度升高到原来的两倍C.温度每升高1 K体积增加是原来的 D.体积的变化量与热力学温度的变化量成正比解析 由盖-吕萨克定律=可知,在压强不变时,体积与热力学温度成正比,故A错误,B正确;温度每升高1 ℃即1 K,体积增加是0 ℃体积的,故C错误;由盖-吕萨克定律的变形式=可知,体积的变化量与热力学温度的变化量成正比,故D正确。2、一定质量的气体在等压变化中体积增大了,若气体原来温度为27 ℃,则温度的变化是( B )A.升高了450 K B.升高了150 ℃ C.降低了150 ℃ D.降低了450 ℃由盖-吕萨克定律可得=,代入数据可知,=,得T2=450 K。所以升高的温度Δt=ΔT=150 ℃,故选B。3、(多选)对于一定质量的气体,在压强不变时,体积增大到原来的两倍,则下列说法正确的是( BD )A.气体的摄氏温度升高到原来的两倍 B.气体的热力学温度升高到原来的两倍C.温度每升高1 K,体积增加量是原来的 D.体积的变化量与热力学温度的变化量成正比解析 由盖—吕萨克定律=可知,在压强不变时,体积与热力学温度成正比,故A错误,B正确;温度每升高1 ℃即1 K,体积增加量是0 ℃时体积的,故C错误;由盖—吕萨克定律的变形式=可知,体积的变化量与热力学温度的变化量成正比,故D正确。4、(多选)如图,竖直放置、开口向上的足够长的试管内用水银密闭一段气体,若大气压强不变,管内气体( CD )A.温度降低,则压强可能增大 B.温度升高,则压强可能减小C.温度降低,则压强不变 D.温度升高,则体积增大解析 大气压不变,水银柱的长度也不变,所以封闭气体的压强不变,气体做等压变化,与温度无关,故A、B错误,C正确;根据盖—吕萨克定律=C可知,温度升高,则体积增大,故D正确。5、(多选)一定质量理想气体的状态变化如图所示,则该气体( AB )A.状态b的压强大于状态c的压强B.状态a的压强小于状态b的压强C.从状态c到状态d,体积减小D.从状态a到状态c,温度不变解析 分别过abcd四个点作出等压变化线,如图所示;保持温度不变,体积越大,则压强越小,可知,在V-T图像中,倾角越大,压强越小,所以pa6、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=0.2 cm2,管内一静止水银柱封闭着长为L1=5 cm的空气柱,水银柱长为L=4 cm,此时外界温度为T1=27 ℃,现把容器浸入温度为T2=47 ℃的热水中,水银柱静止时,下方的空气柱长度变为L2=8.7 cm,实验时大气压为76 cmHg不变。根据以上数据可以估算出容器的容积约为( C )A.5 cm3 B.7 cm3 C.10 cm3 D.12 cm3解析 设容器的容积为V,由气体做等压变化可知 =,有=解得V=10.1 cm3,7、如图所示,竖直放置的两端开口的U形管,一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内,水银柱b的两个水银面的高度差为h。现将U形管放入热水槽中,则系统再度达到平衡的过程中(水银没有溢出,外界大气压保持不变)( B )A.空气柱的长度不变 B.空气柱的压强不变C.水银柱b左边液面要上升 D.水银柱b的两个水银面的高度差h变大解析 空气柱的压强p=p0+ρgh′,其中h′为a水银柱的高度,由于h′的大小不变,故空气柱的压强不变,故B正确;被封闭气体做等压变化,由于气体温度升高,根据盖—吕萨克定律=C可得,气体的体积增大,故空气柱的长度增大,故A错误;被封闭气体的压强p=p0+ρgh,由p不变,可知h不变,水银柱b的两个水银面的高度差h不变,水银柱b左边液面高度不变,故C、D错误。8、一定质量的气体在等压变化中体积增大了,若气体原来温度为27 ℃,则温度的变化是( B )A.升高了450 K B.升高了150 ℃C.降低了150 ℃ D.降低了450 ℃解析 由盖-吕萨克定律可得=,代入数据可知=,得T2=450 K。所以升高的温度Δt=150 K,即升高了150 ℃。故B正确。9、如图所示,一端封闭的均匀玻璃管,开口向上竖直放置,管中有两段水银柱封闭了两段空气柱,开始时V1=2V2。现将玻璃管缓慢地均匀加热,下列说法正确的是( A )A.加热过程中,始终有V1′=2V2′ B.加热后V1′>2V2′C.加热后V1′<2V2′ D.条件不足,无法判断解析 加热前后,上段气体的压强保持p0+ρgh1不变,下段气体的压强保持p0+ρgh1+ρgh2不变,整个过程为等压变化,根据盖-吕萨克定律得=,=,所以==,即V1′=2V2′,故A正确。10、一个瓶子里装有空气,瓶上有一个小孔跟外面大气相通,原来瓶里气体的温度是7 ℃,如果把它加热到47 ℃,瓶里留下的空气的质量是原来质量的( D )A. B. C. D.解析 取原来瓶中空气为研究对象,初态V1=V,T1=280 K 末态V2=V+ΔV,T2=320 K由盖-吕萨克定律得:= 又= 解得=,故选D.11、如图所示,一导热性能良好的汽缸内用活塞封住一定质量的气体(不计活塞与缸壁的摩擦),温度降低时,下列说法正确的是( B )A.气体压强减小 B.汽缸高度H减小C.活塞高度h减小 D.气体体积增大12、如图为一简易恒温控制装置,一根足够长的玻璃管竖直放置在水槽中,玻璃管内装有一段长L=4 cm的水银柱,水银柱下方封闭有一定质量的气体(气体始终处在恒温装置中且均匀受热).开始时,开关S断开,水温为27 ℃,水银柱下方空气柱的长度为L0=20 cm,电路中的A、B部分恰好处于水银柱的正中央.闭合开关S后,电热丝对水缓慢加热使管内气体温度升高;当水银柱最下端恰好上升到A、B处时,电路自动断开,电热丝停止加热.则电路自动断开时水温为( C )A.320 K B.340 K C.330 K D.333 K解析 当水银柱最下端恰好上升到A、B处时,电路自动断开,此时空气柱长度为L1=L0+.在此过程中空气柱的压强不变,设玻璃管的横截面积为S,根据盖-吕萨克定律有=,联立并代入数据解得T1=330 K,C正确.13、一定质量的理想气体的体积为V,在压强不变的条件下,温度由100℃升到200℃那么它的体积( C )A.增大为2V B.比原来增大 V C.比原来增大 V D.比原来增大 V解:在压强不变的条件下,根据盖吕萨克定律可得:,则①A、由盖吕萨克定律得:,解得:,故A错误;BCD、由①式得温度由100℃升到200℃体积增大,故BD错误,C正确;14、如图所示,某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度,当容器水温是30℃时,空气柱长度为30cm,当水温是90℃时,空气柱的长度是36cm,则该同学测得的绝对零度相当于多少摄氏度( B )A.-273℃ B.-270℃ C.-268℃ D.-271℃解析:由等压变化知=所以有=, 即=,ΔT=300,所以绝对零度应是30℃-300℃=-270℃,B对。15、如图所示,A气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体,温度为27℃,活塞与气缸底部距离为h,活塞截面积为S。气缸中的活塞通过滑轮系统挂一重物,质量为m。若不计一切摩擦,当气体的温度升高10℃且系统稳定后,求重物m下降的高度。 答案:h解析:初末状态,物块静止,可知绳中拉力大小相等,分析活塞可知,气体发生等压变化。由盖·吕萨克定律知: ==,V1=Sh,ΔV=SΔh T1=300K,解得Δh=ΔT=h。16、如图所示,向一个空的铝制饮料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管,接口用蜡密封,在吸管内注入一小段油柱(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360 cm3,吸管内部粗细均匀,横截面积为0.2 cm2,吸管的有效长度为20 cm,当温度为25 ℃时,油柱离管口10 cm。(1)吸管上标刻温度值时,刻度是否应该均匀?(简要阐述理由)(2)估算这个气温计的测量范围。答案 (1)是 理由见解析 (2)23.4~26.6 ℃解析 (1)由于罐内气体压强始终不变,由盖—吕萨克定律可得=,ΔV=ΔT=ΔT,ΔT=·S·ΔL,由于ΔT与ΔL成正比,所以刻度是均匀的。(2)ΔT=×0.2×(20-10) K≈1.6 K故这个气温计可以测量的温度范围为: (25-1.6)~(25+1.6) ℃,即23.4~26.6 ℃。17、如图,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18 cm的U型管,左管上端封闭,右管上端开口。右管中有高h0=4 cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l=12 cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283 K,大气压强p0=76 cmHg。(1)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少?(2)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的温度为多少?答案 (1)12.9 cm (2)363 K解析 (1)设密封气体初始体积为V1,压强为p1,左、右管的截面积均为S,密封气体先经等温压缩过程体积变为V2,压强变为p2。由玻意耳定律有 p1V1=p2V2①设注入水银后水银柱高度为h,水银的密度为ρ,按题设条件有p1=p0+ρgh0②p2=p0+ρgh③ V1=(2H-l-h0)S,V2=HS④联立①②③④式并代入题给数据得 h=12.9 cm。⑤(2)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3,温度变为T2,由盖-吕萨克定律有 =⑥按题设条件有V3=(2H-h)S⑦ 联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得 T2=363 K。18、如图所示,汽缸A中封闭有一定质量的气体,活塞B与A的接触是光滑的且不漏气,B上放一重物C,B与C的总重力为G,大气压为p0。当汽缸内气体温度是20 ℃时,活塞与汽缸底部距离为h1;当汽缸内气体温度是100 ℃时,活塞与汽缸底部的距离是多少?答案 1.27h1解析 初状态:T1=(273+20) K=293 K,V1=h1S。末状态:T2=(273+100) K=373 K,V2=h2S,其中S为活塞的横截面积。根据盖-吕萨克定律=,得 V2=T2, 即h2=T2=×373=1.27h1。19、如图所示,上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置,截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内。在气缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置,使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强为p0(p0=1.0×105Pa为大气压强),温度为300K。现缓慢加热气缸内气体,当温度为330K,活塞恰好离开a、b;当温度为360K时,活塞上升了4cm。g取10m/s2求:(1)活塞的质量;(2)物体A的体积。 答案:(1)4kg (2)640cm3解析:(1)设物体A的体积为ΔV。 T1=300K,p1=1.0×105Pa,V1=60×40-ΔVT2=330K,p2=(1.0×105+)Pa,V2=V1 T3=360K,p3=p2,V3=64×40-ΔV由状态1到状态2为等容过程= 代入数据得m=4kg(2)由状态2到状态3为等压过程= 代入数据得ΔV=640cm32.2、气体等压变化的图像1、如图为一定质量的理想气体的V-T图像,该气体经历了从a→b→c的状态变化,图中ab连线平行于V轴,ac是双曲线的一部分,bc连线通过坐标原点O,则三个状态下的压强满足( B ).pbC.pc>pa=pb D.pa>pb=pc解析 V-T图像中的等压线为过原点的一次函数,则pb=pc,温度相同时,体积越大,压强越小,则pa2、如图所示,一定质量的理想气体从状态A开始,经历两个过程,先后到达状态B和C.有关A、B和C三个状态的压强pA、pB、pC的关系,正确的是( C )A.pA=pB,pB=pC B.pAC.pA=pB,pBpB,pB>pC解析 从状态A到状态B,V-T图像斜率不变,且线段AB的延长线过原点,为等压变化,压强不变,即pA=pB,从B到C过程为等容变化,根据=,可得pB3、如图所示为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象,关于这两个图象的正确说法是( AD )(多选)A.甲是等压线,乙是等容线B.乙图中p t线与t轴交点对应的温度是-273.15℃,而甲图中V t线与t轴的交点不一定是-273.15℃C.由乙图可知,一定质量的气体,在任何情况下都是p与t成直线关系D.乙图表明温度每升高1℃,压强增加相同,但甲图表明随温度的升高压强不变4、对一定质量的理想气体,从状态A开始按下列顺序变化,先等压降温,再等温膨胀,最后等容升温回到状态A,图中曲线为双曲线的一部分,T为热力学温度,能正确表示这一过程的是( B )解析 A图中C→A是不过原点的倾斜直线,不是等容变化,故A不符合题意;B图中A→B是等压降温,B→C是等温膨胀,C→A是等容升温,故B符合题意;C图中A→B是等容降温,B→C为等温升压,C→A为等压升温,故C不符合题意;D图中A→B是等压升温,B→C为等容降温,C→A为等温升压,故D不符合题意.5、一定质量理想气体的三个状态在V-T图上用A、B、C三个点表示,如图所示.则气体在这三个状态时的压强pA、pB、pC的大小关系是( D )A.pA=pC>pB B.pA<pC<pBC.pC>pA>pB D.pC>pB>pA6、如图所示,一定质量的理想气体沿图线从状态a,经状态b变化到状态c,在整个过程中,其体积( D )A.先增大后减小 B.先减小后增大 C.逐渐减小 D.逐渐增大7、一定质量的理想气体,从图中A状态开始,经历了B、C最后到D状态,下列说法正确的是( A )A.A→B温度不变,气体体积变小 B.B→C压强不变,气体体积变小C.C→D压强变小,气体体积变小 D.B状态气体体积最大,C、D状态气体体积最小解析 由p-T图像可知,A→B过程温度不变,压强变大,根据玻意耳定律可知,气体体积变小,A正确;B→C过程压强不变,温度升高,根据盖-吕萨克定律可知,气体体积变大,B错误;C→D过程压强变小,温度降低,并且满足为定值,根据查理定律可知,气体体积不变,C错误;>>=,根据理想气体状态方程可知VB8、气缸中一定质量的理想气体,开始处于A状态,在体积不变时变到B状态,再在温度不变时变到C状态,最后在压强不变时回到A状态,各图中不能反映上述过程的是( A )9、某一定质量理想气体发生等压膨胀、等温压缩一等容降温三个状态变化后回到初始状态,整个过程的P﹣V图象如图所示,则下列也能反映该过程的图象是( B )10、(多选)如图,一定质量的理想气体从状态a开始经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体,下列说法正确的是(AD)A.过程①中气体的压强逐渐增大B.过程②中外界对气体做正功C.状态c、d的内能不相等D.状态d的压强比状态b的压强小11、如图甲所示,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞的厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,A左侧汽缸的容积为V0,A、B之间容积为0.1V0,开始时活塞在A处,缸内气体压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297 K,现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B,求:(1)活塞移动到B时,缸内气体温度TB;(2)在图乙中画出整个过程的p-V图线.答案(1)363 K (2)见解析图(1)活塞离开A处前缸内气体发生等容变化,初态p1=0.9p0,T1=297 K末态p2=p0 根据查理定律得= 代入数据解得活塞刚离开A处时的温度T2=330 K活塞由A移动到B的过程中,缸内气体发生等压变化,由盖-吕萨克定律得=代入数据解得TB=1.1T2=1.1×330 K=363 K(2)p-V图线如图.12、使一定质量的理想气体的状态按图甲中箭头所示的顺序变化,图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分.(1)已知气体在状态A的温度TA=300 K,求气体在状态B、C和D的温度各是多少?(2)将上述状态变化过程在图乙中画成用体积V和热力学温度T表示的图线(图中要标明A、B、C、D四点,并且要画箭头表示变化的方向),说明每段图线各表示什么过程.答案 (1)600 K 600 K 300 K (2)见解析解析 从p-V图中可以直观地看出,气体在A、B、C、D各状态下压强和体积分别为pA=4 atm,pB=4 atm,pC=2 atm,pD=2 atm,VA=10 L,VC=40 L,VD=20 L.(1)根据理想气体状态方程 ==, 可得TC=·TA=×300 K=600 K,TD=·TA=×300 K=300 K, 由题意知B到C是等温变化,所以TB=TC=600 K.(2)因由状态B到状态C为等温变化,由玻意耳定律有pBVB=pCVC,得VB== L=20 L.在V-T图上状态变化过程的图线由A、B、C、D各状态依次连接(如图),AB是等压膨胀过程,BC是等温膨胀过程,CD是等压压缩过程.13、一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C,p-T图像如图甲所示.若气体在状态A的温度为-73.15 ℃,在状态C的体积为0.6 m3,规定0 ℃为273.15 K.求:(1)状态A的热力学温度;(2)写出A至C过程中气体的变化情形,并根据图像提供的信息,计算图中VA的值;(3)在图乙坐标系中,作出由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像,并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定坐标值,请写出计算过程.解析 (1)状态A的热力学温度:TA=t+273.15 K=(-73.15+273.15) K=200 K.(2)由题图甲可知:A至B为等压过程,B至C为等容过程.对A至C,由理想气体状态方程有:=解得:VA== m3 =0.4 m3.(3)由盖-吕萨克定律得:= 解得:VB== m3=0.6 m3,V-T图像如图所示.2.3、气体实验定律的综合应用1、一定质量的气体,从初状态(p0、V0、T0)先经等压变化使温度上升到T0,再经等容变化使压强减小到p0,则气体最后状态为( B )A.p0、V0、T0 B.p0、V0、T0 C.p0、V0、T0 D.p0、V0、T0解析 在等压过程中,由盖-吕萨克定律有=,V2=V0,再经过一个等容过程,由查理定律有=,T3=T0,所以B正确。2、如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置,在距汽缸底部l=36 cm处有一与汽缸固定连接的卡口,活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体。当气体的温度T0=300 K、大气压强p0=1.0×105 Pa时,活塞与汽缸底部之间的距离l0=30 cm,不计活塞的质量和厚度,现对汽缸加热,使活塞缓慢上升,求:(1)活塞刚到卡口处时封闭气体的温度T1;(2)封闭气体温度升高到T2=540 K时的压强p2。答案 (1)360 K (2)1.5×105 Pa解析 (1)设汽缸的横截面积为S,由盖-吕萨克定律有=, 代入数据得T1=360 K。(2)由查理定律有=,而p1=p0 代入数据得p2=1.5×105 Pa。3、如图所示,一粗细均匀的细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为2.0 cm的水银柱,水银柱下密封了一定量的理想气体,水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。若将细管倒置,水银柱下表面恰好位于管口处,且无水银滴落,管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76 cmHg,环境温度为296 K。(1)求细管的长度;(2)若在倒置前,缓慢加热管内被密封的气体,直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止,求此时密封气体的温度。答案 (1)41 cm (2)312 K解析 (1)设细管的长度为L,横截面的面积为S,水银柱高度为h;初始时,设水银柱上表面到管口的距离为h1,被密封气体的体积为V,压强为p,细管倒置时,气体体积为V1,压强为p1。由玻意耳定律有 pV=p1V1①由力的平衡条件有 p=p0+ρgh② p1=p0-ρgh③ 式中,ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小,p0为大气压强。由题意有 V=S(L-h1-h)④ V1=S(L-h)⑤由①②③④⑤式和题给条件得 L=41 cm。⑥(2)设气体被加热前后的温度分别为T0和T,由盖-吕萨克定律有 =⑦由④⑤⑥⑦式和题给数据得 T=312 K。4、如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,横截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内.在汽缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置,使活塞只能向上滑动.开始时活塞放在a、b上,缸内气体的压强为p0(p0=1.0×105 Pa为大气压强),温度为300 K.现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330 K时,活塞恰好离开a、b;当温度为360 K时,活塞上升了4 cm.g取10 m/s2,求:(1)活塞的质量;(2)固体A的体积.答案 (1)4 kg (2)640 cm3解析 (1)设固体A的体积为ΔV. T1=300 K,p1=1.0×105 Pa,V1=(60×40-ΔV) cm3T2=330 K,p2= Pa,V2=V1由状态1到状态2为等容过程,由查理定律有= 代入数据得m=4 kg(2)T3=360 K,p3=p2,V3=(64×40-ΔV) cm3由状态2到状态3为等压过程,由盖-吕萨克定律有= 代入数据得ΔV=640 cm3.5、医院里给病人打“吊针”的装置如图所示,输液瓶刚从药房取出时,其内部气体体积为V0、压强为0.825p0(p0为大气压强)、温度为2 ℃.一段时间后,瓶内气体温度升高到环境温度7 ℃,准备输液时,在密封瓶口上插入进气管A和输液管B(输液调节器未打开),发现外部有气体进入瓶内.求:(1)当瓶内气体升高到环境温度后,瓶内气体的压强;(2)准备输液时,从进气口A进入瓶内的空气与瓶内原有空气的质量之比.答案 (1)0.84p0 (2)解析 (1)该过程瓶内气体发生等容变化,由查理定律可得=,其中p1=0.825p0,T1=275 K,T2=280 K 解得p2=0.84p0(2)设准备输液,插入输液管后,进入瓶内的气体在p0压强下的体积为ΔV,则p2V0+p0ΔV=p0V0,解得ΔV=0.16V0,从进气口A进入瓶内的空气质量Δm与瓶内原有气体质量m之比为=,联立解得=.知识点3、 p-T图像和V-T图像1、p-T图像与V-T图像的比较不同点 图像纵坐标 压强p 体积V斜率意义 气体质量一定时,斜率越大,体积越小,有V4<V3<V2<V1 气体质量一定时,斜率越大,压强越小,有 p4<p3<p2<p1相同点 (1)都是一条通过原点的倾斜直线 (2)横坐标都是热力学温度T (3)都是斜率越大,气体的另外一个状态参量越小2、对于p-T图像与V-T图像的注意事项(1)首先要明确是p-T图像还是V-T图像。(2)不是热力学温标的先转换为热力学温标。(3)解决问题时要将图像与实际情况相结合。3、气体图像相互转换的分析方法(1)知道图线上的某一线段表示的是一定质量的气体由一个平衡状态(p、V、T)转化到另一个平衡状态(p′、V′、T′)的过程;并能判断出该过程是等温过程、等容过程还是等压过程。(2)从图像中的某一点(平衡状态)的状态参量开始,根据不同的变化过程,先用相对应的规律计算出下一点(平衡状态)的状态参量,逐一分析计算出各点的p、V、T。(3)根据计算结果在图像中描点,连线作出一个新的图线,并根据相应的规律逐一检查是否有误。专题讲练31、(多选)一定质量气体,状态变化过程如图中A→B→C→A图线所示,其中B→C为一段双曲线。若将这一状态变化过程表示在下图中的p-T图像或V-T图像上,其中正确的是( AC )解析 由题干图知A→B是等压膨胀过程,由盖-吕萨克定律=知,TB>TA即温度升高;B→C是等温压缩过程,pC>pB即压强变大;C→A是等容降压过程,由查理定律=知TC>TA温度降低。故选项A、C正确。2、一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B,这一过程如图所示,则( D )A.在过程A→C中,气体的压强不变B.在过程C→B中,气体的压强不断变小C.在状态A时,气体的压强最大D.在状态B时,气体的压强最大解析 气体在过程A→C中发生等温变化,由pV=C(恒量)可知,体积减小,压强增大,故A错误;在C→B变化过程中,气体的体积不发生变化,即为等容变化,由=C(恒量)可知,温度升高,压强增大,故B错误;在A→C→B过程中气体的压强始终增大,所以气体在状态B时的压强最大,故C错误,D正确。3、(多选)如图所示,一定质量的气体,从A状态开始,经历了B、C状态,最后到D状态,下列判断正确的是( ABD )A.A→B过程温度升高,压强不变B.B→C过程体积不变,压强变小C.B→C过程体积不变,压强不变D.C→D过程体积变小,压强变大解析 V-T图像中,A与B的连线是一条过原点的倾斜直线,为等压线,所以pA=pB,温度升高TATC,由查理定律=C可知pB>pC,压强变小,选项B正确,C错误;由题图可知,由C到D的过程中,温度不变,即TC=TD,而体积变小,即VC>VD,由玻意耳定律pV=C可知pC4、(多选)如图所示,是一定质量的气体三种升温过程,那么,以下四种解释中,哪些是正确的( AB )A.a→d的过程气体体积增加B.b→d的过程气体体积不变C.c→d的过程气体体积增加D.a→d的过程气体体积减小解析 在p-T图像上的等容线的延长线是过原点的直线,且体积越大,直线的斜率越小。由此可见,a状态对应体积最小,c状态对应体积最大。所以选项A、B正确。5、一定质量的气体由状态A变为状态D,其有关数据如图甲所示。若状态D的压强是2×104 Pa。(1)求状态A的压强;(2)请在乙图中画出该状态变化过程的p-T图像,并分别标出A、B、C、D各个状态,不要求写出计算过程。答案 (1)4×104 Pa (2)见解析图解析 (1)由状态C→状态D,等容变化,由查理定律得=,所以pC=pD=×2×104 Pa=4×104 Pa由状态B→状态C,等温变化, 由玻意耳定律得pBVB=pCVC,所以pB=pC=×4×104 Pa =16×104 Pa由状态A→状态B,等容变化, 由查理定律得=,所以pA=pB=×16×104 Pa =4×104 Pa。(2)A到B做等容变化,等容线在p-T图像中为过原点的直线,B到C做等温变化,C到D做等容变化。故图线为6、图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像。已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。(1)写出A→B过程中压强变化的情形,并根据图像提供的信息,计算图甲中TA的温度值。(2)请在图乙坐标系中,作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的p-T图像,并在图线相应的位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定的有关坐标值,请写出计算过程。解析 (1)从题图甲可以看出,A与B连线的延长线过原点,所以A→B是一个等压变化,即pA=pB根据盖-吕萨克定律可得=,所以TA=TB=×300 K=200 K。(2)由题图甲可知,B→C是等容变化,根据查理定律得=所以pC=pB=×1.5×105 Pa =2.0×105 Pa则可画出状态A→B→C的p-T图像如图所示。1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的; 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功人教版普高物 选修3 第2章 气体 固体和液体 第5讲 气体的等压过程和等容过程(讲义)--学生版(定稿)人教版普高物 选修3 第2章 气体 固体和液体 第5讲 气体的等压过程和等容过程知识点1、气体的等容变化情景导学:我国民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,即先加热罐中气体,然后迅速将火罐开口端紧压在人体的皮肤上,待火罐冷却后,火罐就被紧紧地“吸”在皮肤上。你知道其中的道理吗?思考1.为什么拧上盖的水杯(内盛半杯热水)放置一段时间后很难打开杯盖?思考2.打足气的自行车在烈日下曝晒,常常会爆胎,原因是什么?1.等容变化:一定质量的某种气体,在 不变时,压强随温度变化的过程。2.查理定律(1)内容:一定质量的某种气体,在 不变的情况下,压强p与热力学温度T成 。(2)表达式:p=CT (C是常量)或=或=。(3)适用条件:气体的 和 不变。(4)气体等容变化图像----p-T和p-t图像如图。(1)图甲p-T图像中的等容线是一条 。(2)图乙p-t图像中的等容线不过原点,但反向延长线交t轴于 。(3)无论p-T图像还是p-t图像,都能根据斜率判断气体体积的大小,斜率越大,体积越 。思考:如图所示为一定质量的气体在不同体积下的p-T图线,V1与V2哪一个大?3、查理定律及推论表示一定质量的某种气体从初状态(p、T)开始发生等容变化,其压强的变化量Δp与热力学温度的变化量ΔT成正比。4、p-T图像和p-t图像一定质量的某种气体,在等容变化过程中(1)p-T图像:气体的压强p和热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线,如图甲所示,且V1<V2,即体积越大,斜率越小。(2)p-t图像:压强p与摄氏温度t是一次函数关系,不是简单的正比例关系,如图乙所示,等容线是一条延长线通过横轴上-273.15 ℃的倾斜直线,且斜率越大,体积越小。图像纵轴的截距p0是气体在0 ℃时的压强。5、p-T图像与V-T图像的比较不 同 点 图像纵坐标 压强p 体积V斜率意义 斜率越大,体积越小,V4相同 点 ①都是一条通过原点的倾斜直线 ②横坐标都是热力学温度T ③都是斜率越大,气体的另外一个状态参量越小6、应用查理定律解题的一般步骤(1)确定研究对象,即被封闭的一定质量的气体。(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件:质量一定,体积不变。(3)确定初、末两个状态的温度、压强。(4)根据查理定律列式求解。 (5)求解结果并分析、检验。专题讲练11.1、气体的等容变化1、对于一定质量的理想气体,在它进行等容变化的过程中,用它来表征它的物理量中一定不会变化的是( )A.气体的 B.气体的压强P C.气体的温度T D.气体的2、一定质量的理想气体,在保持体积不变的情况下,使压强增大到原来的1.1倍,则其温度由原来的270C变为( ) A. 3300C B. 29.70C C. 570C D. 3000C3、一定质量的理想气体在体积不变的情况下,温度每升高1℃压强的增加量等于它在27℃时压强的( )A. B. C. D.4、一定质量的理想气体在等容变化过程中测得,气体在0℃时的压强为P0,10℃时的压强为P10,则气体在11℃时的压强在下述各表达式中正确的是 ( )(多选)A. B. C. D.5、用如图所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律。A、B管下端由软管相连,注入一定量的水银,烧瓶中封有一定量的理想气体,开始时A、B两管中水银面一样高,那么为了保持瓶中气体体积不变 ( )(多选)A.将烧瓶浸入热水中时,应将A管向上移动B.将烧瓶浸入热水中时,应将A管向下移动C.将烧瓶浸入冰水中时,应将A管向上移动D.将烧瓶浸入冰水中时,应将A管向下移动6、民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,方法是将点燃的纸片放入一个小罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上.其原因是,当火罐内的气体( )A.温度不变时,体积减小,压强增大 B.体积不变时,温度降低,压强减小C.压强不变时,温度降低,体积减小D.质量不变时,压强增大,体积减小7、一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度由0 ℃升高到10 ℃时,其压强的增加量为Δp1,当它由100 ℃升高到110 ℃时,其压强的增加量为Δp2,则Δp1与Δp2之比是( )A.1?1 B.1?10 C.10?110 D.110?108、一定质量的气体,在压强不变的条件下,温度每升高1 ℃,体积的增加量等于它在27 ℃时体积的( )A. B. C. D.9、在密封容器中装有某种气体,在体积不变时,温度由50 ℃加热到100 ℃,气体的压强变化情况是( )A.气体的压强变为原来的2倍 B.气体的压强比原来增加了C.气体的压强变为原来的 D.气体的压强比原来增加了10、登山队员在攀登高峰的时候必须带上专业的登山装备,某队员戴了登山手表攀登珠穆朗玛峰,手表是密封的,表内温度27 ℃时气体压强为1.0×105 Pa(常温下的大气压强值),当他登上峰顶时,峰顶气压为4.0×104 Pa,表内温度为-23 ℃;则此登山手表表面玻璃可以承受的内、外压强差至少为( )A.8.3×104 Pa B.8.3×105 PaC.4.3×104 Pa D.1.23×105 Pa11、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2.0×103 Pa B.它从15 ℃升高到20 ℃,压强增量为2.0×103 PaC.它在0 ℃时,压强为1.365×105 Pa D.每升高1 ℃,压强增量为Pa1.2、气体的等容变化的p-T图像和p-t图像1、如图所示是一定质量气体的实验图线,下列说法中正确的是 ( )A.图线AB的斜率表示,P0为大气压强B.图线AB跟纵轴的交点B表示0℃时的压强C.AB延长线跟横轴的交点C表示-273KD.绝对温度为0K时压强为P0,P0为大气压强2、一定质量气体的压强与体积关系的图像如图所示,该气体从状态A经历A→B,B→C两个状态变化过程,有关A、B、C三个状态的温度TA、TB和TC的关系,下列说法正确的是( )A.TA=TB,TB=TC B.TATCC.TA=TB,TB>TC D.TA>TB,TB3、如图所示,为一定质量空气的P-t图像,在气体由状态A变化到状态B过程中,体积变化的情况为( )A.一定不変 B.一定减小C.一定增大 D.不能判断怎样变化4、如图所示是一定质量的理想气体的三种升温过程,那么,以下四种解释中正确的是 ( )A.a→b的过程气体体积增加B.b→d的过程气体体积增加C.c→d的过程气体体积增加D.a→d的过程气体体积减小5、一定质量的理想气体,先后在三个不同的容器中经历等容变化,得出如图所示的三条图线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,则这三个容器的容积之比为V1∶V2∶V3= 。6、一定质量的理想气体,从图示A状态开始,经历了B、C,最后到D状态,下列说法中正确的是( )A.A→B温度升高,体积不变B.B→C压强不变,体积变大C.C→D压强变小,体积变小D.B点的温度最高,C点的体积最大7、一定质量的理想气体状态变化过程中,其压强p与摄氏温度t的变化规律如图中直线ab所示(直线ab延长线通过坐标原点),根据图像可以判定a、b两点的体积大小( )A.Va=Vb B.Va>VbC.Va8、A、B为某一定质量理想气体两侧等容变化中得到的两条等容线,由图可知,在0℃时,气体B的压强是 atm(1atm等于1个标准大气压)9、如图所示的直线ABC为一定质量某种气体的等容线,由此可知,图中A点的温度为______℃,气体处于B状态时的压强为______Pa,在C状态时的温度为_____℃10、如图所示为0.2 mol的某种气体的压强和温度关系的p-t图线。p0表示1个标准大气压,标准状态(0 ℃,1个标准大气压)下气体的摩尔体积为22.4 L/mol。则在状态B时气体的体积为( )A.5.6 L B.8.4 LC.1.2 L D.3.2 L11、(多选)某同学利用DIS实验系统研究一定质量气体的状态变化,实验后计算机屏幕显示的p-t图像如图所示。已知在状态B时气体的体积为VB=3 L,则下列说法正确的是( )A.从状态A到状态B气体的体积不变 B.从状态A到状态B气体的体积增大C.状态B到状态C气体体积增大D.状态C气体的体积是2 L12、将质量相同的同种气体AB分别密封在体积不同的两容器中,保持两部分气体体积不变,AB两部分气体的压强随温度t的变化曲线如图所示,则( )(多选)A.A部分气体的体积比B部分小 B.AB直线的延长线将相交于t轴上的同一点C.AB气体温度改变量相同时,压强改变量相同D.AB气体温度改变量相同时,A部分气体压强改变量较大13、如图所示,一向右开口的汽缸放置在水平地面上,活塞可无摩擦移动且不漏气,汽缸中间位置有小挡板.初始时,外界大气压为p0,活塞紧压在小挡板处,现缓慢升高缸内气体温度,则下列p-T图像能正确反应缸内气体压强变化情况的是( )14、一定质量的气体的状态经历了如图所示ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在( )A.ab过程中不断增大B.bc过程中不断减小C.cd过程中不断增大 D.da过程中保持不变15、一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在 ( )(多选)A.ab过程中不断增加B.bc过程中保持不变C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变知识点2、气体的等压变化情景导学:(1)双手捂住瓶体时,瓶内气体的温度如何变化?(2)封闭气体的红色液柱上升,说明气体的体积如何变化?(3)瓶内封闭气体的压强变化了吗?1.等压变化:一定质量的某种气体,在 不变时,体积随温度变化的过程。2.盖—吕萨克定律2.1、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 。2.2、表达式:V= CT (C是常量)或=或 =。2.3、适用条件:气体的 和 不变。2.4、气体等压变化的图像:如图所示。V-T图像中的等压线是一条 。思考1.如图所示为一定质量的气体在不同压强下的V-T图线,p1和p2哪一个大?思考2.根据等压变化的V-T图像,试画出等压变化的V-t图像,该图像有什么特点?3、盖-吕萨克定律及推论表示一定质量的某种气体从初状态(V、T)开始发生等压变化,其体积的变化量ΔV与热力学温度的变化量ΔT成正比。4、V-T图像和V-t图像(1)V-T图像:气体的体积V随热力学温度T变化的图线是过原点的倾斜直线,如图甲所示,且p1<p2,即斜率越小,压强越大。(2)V-t图像:体积V与摄氏温度t是一次函数关系,不是简单的正比例关系,如图乙所示,等压线是一条延长线通过横轴上-273.15 ℃的倾斜直线,且斜率越大,压强越小,图像纵轴的截距V0是气体在0 ℃时的体积。提醒:一定质量的气体,在压强不变时,其体积与热力学温度成正比,而不是与摄氏温度成正比。 5、盖·吕萨克定律的另一种表述内容:一定质量的气体,在等压变化过程中,温度升高(或降低)1℃,增加(或减小)的体积为0℃时体积的1 / 273。 ,零上,t取正,零下,t取负。图象:1、Vt-V0 表示体积增量2、k=tan θ=V0 / 2736、气体实验定律适用于压强 、温度 的情况。相当于大气压几倍的压强,零下几十摄氏度的温度,气体实验定律都适用。7、应用盖-吕萨克定律解题的一般步骤(1)确定研究对象,即被封闭的一定质量的气体。(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件:质量一定,压强不变。(3)确定初、末两个状态的温度、体积。(4)根据盖-吕萨克定律列式求解。(5)求解结果并分析、检验。专题讲练22.1、气体的等压变化1、(多选)对于一定质量的气体,在压强不变时,体积增大到原来的两倍,则下列说法正确的是( )A.气体的摄氏温度升高到原来的两倍 B.气体的热力学温度升高到原来的两倍C.温度每升高1 K体积增加是原来的 D.体积的变化量与热力学温度的变化量成正比2、一定质量的气体在等压变化中体积增大了,若气体原来温度为27 ℃,则温度的变化是( )A.升高了450 K B.升高了150 ℃ C.降低了150 ℃ D.降低了450 ℃3、(多选)对于一定质量的气体,在压强不变时,体积增大到原来的两倍,则下列说法正确的是( )A.气体的摄氏温度升高到原来的两倍 B.气体的热力学温度升高到原来的两倍C.温度每升高1 K,体积增加量是原来的 D.体积的变化量与热力学温度的变化量成正比4、(多选)如图,竖直放置、开口向上的足够长的试管内用水银密闭一段气体,若大气压强不变,管内气体( )A.温度降低,则压强可能增大B.温度升高,则压强可能减小C.温度降低,则压强不变D.温度升高,则体积增大5、(多选)一定质量理想气体的状态变化如图所示,则该气体( )A.状态b的压强大于状态c的压强B.状态a的压强小于状态b的压强C.从状态c到状态d,体积减小D.从状态a到状态c,温度不变6、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=0.2 cm2,管内一静止水银柱封闭着长为L1=5 cm的空气柱,水银柱长为L=4 cm,此时外界温度为T1=27 ℃,现把容器浸入温度为T2=47 ℃的热水中,水银柱静止时,下方的空气柱长度变为L2=8.7 cm,实验时大气压为76 cmHg不变。根据以上数据可以估算出容器的容积约为( )A.5 cm3 B.7 cm3 C.10 cm3 D.12 cm37、如图所示,竖直放置的两端开口的U形管,一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内,水银柱b的两个水银面的高度差为h。现将U形管放入热水槽中,则系统再度达到平衡的过程中(水银没有溢出,外界大气压保持不变)( B )A.空气柱的长度不变 B.空气柱的压强不变C.水银柱b左边液面要上升 D.水银柱b的两个水银面的高度差h变大8、一定质量的气体在等压变化中体积增大了,若气体原来温度为27 ℃,则温度的变化是( )A.升高了450 K B.升高了150 ℃C.降低了150 ℃ D.降低了450 ℃9、如图所示,一端封闭的均匀玻璃管,开口向上竖直放置,管中有两段水银柱封闭了两段空气柱,开始时V1=2V2。现将玻璃管缓慢地均匀加热,下列说法正确的是( )A.加热过程中,始终有V1′=2V2′ B.加热后V1′>2V2′C.加热后V1′<2V2′ D.条件不足,无法判断10、一个瓶子里装有空气,瓶上有一个小孔跟外面大气相通,原来瓶里气体的温度是7 ℃,如果把它加热到47 ℃,瓶里留下的空气的质量是原来质量的( )A. B. C. D.11、如图所示,一导热性能良好的汽缸内用活塞封住一定质量的气体(不计活塞与缸壁的摩擦),温度降低时,下列说法正确的是( )A.气体压强减小 B.汽缸高度H减小C.活塞高度h减小 D.气体体积增大12、如图为一简易恒温控制装置,一根足够长的玻璃管竖直放置在水槽中,玻璃管内装有一段长L=4 cm的水银柱,水银柱下方封闭有一定质量的气体(气体始终处在恒温装置中且均匀受热).开始时,开关S断开,水温为27 ℃,水银柱下方空气柱的长度为L0=20 cm,电路中的A、B部分恰好处于水银柱的正中央.闭合开关S后,电热丝对水缓慢加热使管内气体温度升高;当水银柱最下端恰好上升到A、B处时,电路自动断开,电热丝停止加热.则电路自动断开时水温为( )A.320 K B.340 K C.330 K D.333 K13、一定质量的理想气体的体积为V,在压强不变的条件下,温度由100℃升到200℃那么它的体积( )A.增大为2V B.比原来增大 V C.比原来增大 V D.比原来增大 V14、如图所示,某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度,当容器水温是30℃时,空气柱长度为30cm,当水温是90℃时,空气柱的长度是36cm,则该同学测得的绝对零度相当于多少摄氏度( )A.-273℃ B.-270℃ C.-268℃ D.-271℃15、如图所示,A气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体,温度为27℃,活塞与气缸底部距离为h,活塞截面积为S。气缸中的活塞通过滑轮系统挂一重物,质量为m。若不计一切摩擦,当气体的温度升高10℃且系统稳定后,求重物m下降的高度。16、如图所示,向一个空的铝制饮料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管,接口用蜡密封,在吸管内注入一小段油柱(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360 cm3,吸管内部粗细均匀,横截面积为0.2 cm2,吸管的有效长度为20 cm,当温度为25 ℃时,油柱离管口10 cm。(1)吸管上标刻温度值时,刻度是否应该均匀?(简要阐述理由)(2)估算这个气温计的测量范围。17、如图,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18 cm的U型管,左管上端封闭,右管上端开口。右管中有高h0=4 cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l=12 cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283 K,大气压强p0=76 cmHg。(1)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少?(2)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的温度为多少?18、如图所示,汽缸A中封闭有一定质量的气体,活塞B与A的接触是光滑的且不漏气,B上放一重物C,B与C的总重力为G,大气压为p0。当汽缸内气体温度是20 ℃时,活塞与汽缸底部距离为h1;当汽缸内气体温度是100 ℃时,活塞与汽缸底部的距离是多少?19、如图所示,上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置,截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内。在气缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置,使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强为p0(p0=1.0×105Pa为大气压强),温度为300K。现缓慢加热气缸内气体,当温度为330K,活塞恰好离开a、b;当温度为360K时,活塞上升了4cm。g取10m/s2求:(1)活塞的质量;(2)物体A的体积。2.2、气体等压变化的图像1、如图为一定质量的理想气体的V-T图像,该气体经历了从a→b→c的状态变化,图中ab连线平行于V轴,ac是双曲线的一部分,bc连线通过坐标原点O,则三个状态下的压强满足( ).pbC.pc>pa=pb D.pa>pb=pc2、如图所示,一定质量的理想气体从状态A开始,经历两个过程,先后到达状态B和C.有关A、B和C三个状态的压强pA、pB、pC的关系,正确的是( )A.pA=pB,pB=pC B.pAC.pA=pB,pBpB,pB>pC3、如图所示为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象,关于这两个图象的正确说法是( )(多选)A.甲是等压线,乙是等容线B.乙图中p t线与t轴交点对应的温度是-273.15℃,而甲图中V t线与t轴的交点不一定是-273.15℃C.由乙图可知,一定质量的气体,在任何情况下都是p与t成直线关系D.乙图表明温度每升高1℃,压强增加相同,但甲图表明随温度的升高压强不变4、对一定质量的理想气体,从状态A开始按下列顺序变化,先等压降温,再等温膨胀,最后等容升温回到状态A,图中曲线为双曲线的一部分,T为热力学温度,能正确表示这一过程的是( )5、一定质量理想气体的三个状态在V-T图上用A、B、C三个点表示,如图所示.则气体在这三个状态时的压强pA、pB、pC的大小关系是( )A.pA=pC>pB B.pA<pC<pB C.pC>pA>pB D.pC>pB>pA6、如图所示,一定质量的理想气体沿图线从状态a,经状态b变化到状态c,在整个过程中,其体积( )A.先增大后减小 B.先减小后增大 C.逐渐减小 D.逐渐增大7、一定质量的理想气体,从图中A状态开始,经历了B、C最后到D状态,下列说法正确的是( )A.A→B温度不变,气体体积变小B.B→C压强不变,气体体积变小C.C→D压强变小,气体体积变小D.B状态气体体积最大,C、D状态气体体积最小8、气缸中一定质量的理想气体,开始处于A状态,在体积不变时变到B状态,再在温度不变时变到C状态,最后在压强不变时回到A状态,各图中不能反映上述过程的是( )9、某一定质量理想气体发生等压膨胀、等温压缩一等容降温三个状态变化后回到初始状态,整个过程的P﹣V图象如图所示,则下列也能反映该过程的图象是( )10、(多选)如图,一定质量的理想气体从状态a开始经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体,下列说法正确的是( )A.过程①中气体的压强逐渐增大B.过程②中外界对气体做正功C.状态c、d的内能不相等D.状态d的压强比状态b的压强小11、如图甲所示,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞的厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,A左侧汽缸的容积为V0,A、B之间容积为0.1V0,开始时活塞在A处,缸内气体压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297 K,现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B,求:(1)活塞移动到B时,缸内气体温度TB;(2)在图乙中画出整个过程的p-V图线.12、使一定质量的理想气体的状态按图甲中箭头所示的顺序变化,图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分.(1)已知气体在状态A的温度TA=300 K,求气体在状态B、C和D的温度各是多少?(2)将上述状态变化过程在图乙中画成用体积V和热力学温度T表示的图线(图中要标明A、B、C、D四点,并且要画箭头表示变化的方向),说明每段图线各表示什么过程.13、一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C,p-T图像如图甲所示.若气体在状态A的温度为-73.15 ℃,在状态C的体积为0.6 m3,规定0 ℃为273.15 K.求:(1)状态A的热力学温度;(2)写出A至C过程中气体的变化情形,并根据图像提供的信息,计算图中VA的值;(3)在图乙坐标系中,作出由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像,并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定坐标值,请写出计算过程.2.3、气体实验定律的综合应用1、一定质量的气体,从初状态(p0、V0、T0)先经等压变化使温度上升到T0,再经等容变化使压强减小到p0,则气体最后状态为( )A.p0、V0、T0 B.p0、V0、T0 C.p0、V0、T0 D.p0、V0、T02、如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置,在距汽缸底部l=36 cm处有一与汽缸固定连接的卡口,活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体。当气体的温度T0=300 K、大气压强p0=1.0×105 Pa时,活塞与汽缸底部之间的距离l0=30 cm,不计活塞的质量和厚度,现对汽缸加热,使活塞缓慢上升,求:(1)活塞刚到卡口处时封闭气体的温度T1;(2)封闭气体温度升高到T2=540 K时的压强p2。3、如图所示,一粗细均匀的细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为2.0 cm的水银柱,水银柱下密封了一定量的理想气体,水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。若将细管倒置,水银柱下表面恰好位于管口处,且无水银滴落,管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76 cmHg,环境温度为296 K。(1)求细管的长度;(2)若在倒置前,缓慢加热管内被密封的气体,直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止,求此时密封气体的温度。4、如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,横截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内.在汽缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置,使活塞只能向上滑动.开始时活塞放在a、b上,缸内气体的压强为p0(p0=1.0×105 Pa为大气压强),温度为300 K.现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330 K时,活塞恰好离开a、b;当温度为360 K时,活塞上升了4 cm.g取10 m/s2,求:(1)活塞的质量;(2)固体A的体积.5、医院里给病人打“吊针”的装置如图所示,输液瓶刚从药房取出时,其内部气体体积为V0、压强为0.825p0(p0为大气压强)、温度为2 ℃.一段时间后,瓶内气体温度升高到环境温度7 ℃,准备输液时,在密封瓶口上插入进气管A和输液管B(输液调节器未打开),发现外部有气体进入瓶内.求:(1)当瓶内气体升高到环境温度后,瓶内气体的压强;(2)准备输液时,从进气口A进入瓶内的空气与瓶内原有空气的质量之比.知识点3、 p-T图像和V-T图像1、p-T图像与V-T图像的比较不同点 图像纵坐标 压强p 体积V斜率意义 气体质量一定时,斜率越大,体积越小,有V4<V3<V2<V1 气体质量一定时,斜率越大,压强越小,有 p4<p3<p2<p1相同点 (1)都是一条通过原点的倾斜直线 (2)横坐标都是热力学温度T (3)都是斜率越大,气体的另外一个状态参量越小2、对于p-T图像与V-T图像的注意事项(1)首先要明确是p-T图像还是V-T图像。(2)不是热力学温标的先转换为热力学温标。(3)解决问题时要将图像与实际情况相结合。3、气体图像相互转换的分析方法(1)知道图线上的某一线段表示的是一定质量的气体由一个平衡状态(p、V、T)转化到另一个平衡状态(p′、V′、T′)的过程;并能判断出该过程是等温过程、等容过程还是等压过程。(2)从图像中的某一点(平衡状态)的状态参量开始,根据不同的变化过程,先用相对应的规律计算出下一点(平衡状态)的状态参量,逐一分析计算出各点的p、V、T。(3)根据计算结果在图像中描点,连线作出一个新的图线,并根据相应的规律逐一检查是否有误。专题讲练31、(多选)一定质量气体,状态变化过程如图中A→B→C→A图线所示,其中B→C为一段双曲线。若将这一状态变化过程表示在下图中的p-T图像或V-T图像上,其中正确的是( )2、一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B,这一过程如图所示,则( )A.在过程A→C中,气体的压强不变B.在过程C→B中,气体的压强不断变小C.在状态A时,气体的压强最大D.在状态B时,气体的压强最大3、(多选)如图所示,一定质量的气体,从A状态开始,经历了B、C状态,最后到D状态,下列判断正确的是( )A.A→B过程温度升高,压强不变B.B→C过程体积不变,压强变小C.B→C过程体积不变,压强不变D.C→D过程体积变小,压强变大4、(多选)如图所示,是一定质量的气体三种升温过程,那么,以下四种解释中,哪些是正确的( )A.a→d的过程气体体积增加B.b→d的过程气体体积不变C.c→d的过程气体体积增加D.a→d的过程气体体积减小5、一定质量的气体由状态A变为状态D,其有关数据如图甲所示。若状态D的压强是2×104 Pa。(1)求状态A的压强;(2)请在乙图中画出该状态变化过程的p-T图像,并分别标出A、B、C、D各个状态,不要求写出计算过程。6、图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像。已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。(1)写出A→B过程中压强变化的情形,并根据图像提供的信息,计算图甲中TA的温度值。(2)请在图乙坐标系中,作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的p-T图像,并在图线相应的位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定的有关坐标值,请写出计算过程。1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的; 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功 展开更多...... 收起↑ 资源列表 人教版普高物 选修3 第2章 气体 固体和液体 第5讲 气体的等压过程和等容过程(讲义)--学生版(定稿).docx 人教版普高物 选修3 第2章 气体 固体和液体 第5讲 气体的等压过程和等容过程(讲义)--教师版(定稿).docx