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气体的等容变化和等压变化

编辑: 路逍遥 关键词: 高二 来源: 记忆方法网
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第八章第2节气体的等容变化和等压变化
课前预习学案
一、预习目标
预习本节内容,初步掌握查理定律和盖??吕萨克定律的内容、数学表达式;理解p-t图象的物理意义;。
二、预习内容
(一)、气体的等容变化
1、在国际单位制中,用热力学温标表示的温度,叫做 温度。用符号 表示,它的单位是 ,简称 ,符号是 。 热力学温度与摄氏温度的数量关系是:T= t+ 。
2、查理定律的内容: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 比。
3、气体在体积不变的情况下,发生的状态变化过程叫做 过程。表示该过程的P—T图象称为 。一定质量的气体的等容线是 线。
一定质量的某种气体在不同体积下的几条等容线如
图8—12所示,其体积的大小关系是 。
(二)、气体的等压变化
1、盖??吕萨克定律内容: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 比。
2、公式: 、 、 。
3、气体在压强不变的情况下发生的状态变化的过程,
叫做 过程,表示变化过程的V—T图象称为 。
一定质量的某种气体的等压线是 线。图8—13
中是一定质量的某种气体在不同压强下的几条等压线,其压强的大小关系是 。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点疑惑内容

课内探究学案
一、学习目标
1、掌握查理定律及其应用,理解P—T图象的意义
2、掌握盖??吕萨克定律及其应用,理解V—T图象的意义
学习重难点:
1.查理定律和盖??吕萨克定律的内容、数学表达式、图象及适用条件是重点。
2.气体压强和摄氏温度不成正比,压强增量和摄氏温度成正比;气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强,这些内容易混淆。
二、学习过程
1、法国科学家查理在分析了实验事实后发现,一定质量的气体在体积不变时,各种气体的压强与温度之间都有线性关系, 从图8—11甲可以看出,在等容过程中,压强P与摄氏温度t是一次函数关系,不是简单的 关系。但是,如果把图8—11甲直线AB延长至与横轴相交,把交点当做坐标原点。建立新的坐标系(如图8—11乙所示),那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了。图乙坐标原点的意义为 。可以证明,当气体的压强不太大,温度不太低时,坐标原点代表的温度就是 。

2.一定质量的气体在等容变化过程中,压强随温度变化的实验研究
??(1)实验装置——查理定律演示器
??请学生观察实物。
??请学生结合实物演示,弄明白如下问题:
??①研究对象在哪儿?
??② 当A管向上运动时,B管中的水银面怎样变化?
??③ 当A管向下运动时,B管中的水银面怎样变化?
??④怎样保证瓶中气体的体积不变?
??⑤瓶中气体的压强怎样表示?(当B管中水银面比A管中水银面低时;当B管中水银面比A管中水银面高时)
??(2)用气压计测量大气压强
??p0= mmHg
??(注意水银气压计的读数方法。)
??请两位学生读出当时的大气压强值。
??(3)实验条件:一定质量的气体、一定的气体体积
??请学生讨论:怎样保证实验条件?
??(4)实验过程
??① 将烧瓶置于食盐加碎冰溶化的混合物中,烧瓶要完全没入。(请学生估测发生的现象)
??现象:烧瓶中气体体积减小,B管中水银面上升,A管中水银面下降。气体压强减小。
??措施:请学生讨论此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。
??记下此时A、B管中水银面的高度差。
??② 将烧瓶完全置于冰水混合物中。(请学生估测发生的现象)
??现象:烧瓶中气体体积仍小于室温时的标记体积,B管中水银面仍高于A管中水银面,但A、B两管中水银面高度差减少。
??措施:仍请学生回答此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。
??记下此时A、B管中水银面的高度差。
??③ 将烧瓶完全置于30 ℃的温水中。(请学生估测发生的现象)
??现象:B管中水银面低于标记位置,A管中水银面高于标记位置。
??措施:请学生讨论应怎样移动A管,才能使B管中的水银面恢复到初始标记位置。
??记下此时A、B管中水银面的高度差。
??④ 将烧瓶再分别完全置于45℃的温水中,60℃、75℃的热水中,重复上述过程。
??(5)实验数据表格

实验次数123456
气体温度(℃)-20030456075
气体压强mmHg

??p0= mmHg 室温 ℃
??请学生计算:
??(1)以0℃气体压强为参照,气体温度每升高1℃,增加的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
??(2)以0℃气体压强为参照,气体温度每降低1℃,减少的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
??(6)图象(以实际实验数据为准,此处仅为示意图)
??
??由此图象,可写出如下方程:
??p=p0+kt
??其中k为斜率
???精确的实验指出t外推=-273℃
3.实验结论——查理定律:
4.讨论预习学案中的内容。
5.完成课本思考与讨论
[典型例题]
1、图8—15所示,气缸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的总量为G,大气压为P0。当气缸内气体温度是20℃时,活塞与气缸底部距离为h1;当气缸内气体温度是100℃时活塞与气缸底部的距离是多少?

2、如图8—16甲所示,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图象。已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa
(1)说出从A到B过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图中TA的温度值。
(2)请在图乙坐标系中,作出由状态A经过状态B变为状态C的P—T图象,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有关坐标值,请写出计算过程。

三、课堂小结
整理总结:

四、当堂检测
1、如图8—17所示,竖直放置,粗细均匀,两端封闭的玻璃管中有一段水银,将空气隔成A、B两部分,若使管内两部分气体的温度同时升高相同的温度,则管内的水银柱将向哪个方向移动?

2、一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度由00C升高到100C时,其压强的增量为△P1,当它由1000C升高到1100C时,其压强的增量为△P2,则△P1与△P2之比是

3、设大气压强保持不变,当室温由60C升高到270C时,室内的空气将减少 %。
4、使一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序变化,图线BC是一段以纵、横轴为渐近线的双曲线。
(1)已知气体在状态A的温度TA=300K,求气体在状态B、C、D的温度各是多少?
(2)将上述状态变化过程在图8—18乙中画出,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?

课后练习与提高
1、下面图中描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是( )
2、一个密闭的钢管内装有空气,在温度为200C时,压强为1atm,若温度上升到800C,管内空气的压强为( )
A、4atm B、1atm/4 C、1.2atm D、5atm/6
3、一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了1/2,若气体原来温度为270C,则温度的变化是( )
A、升高450K B、升高了1500C C、升高了40.50C D、升高了4500C
4、如图8—19所示,是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V—T图象,由图象可知( )
A、PA>PB
B、PC<PB
C、PA>PC
D、PC>PB
5、如图8—20所示,是一定质量的气体从状态A经B到状态C的P—T图象,由图象可知( )
A、VA=VB B、VB=VC C、VB<VC D、VA>VC
6、一定质量的气体在体积不变时,下列有关气体的状态变化说法正确的是( )
A、温度每升高10C,压强的增加是原来压强的1/273
B、温度每升高10C,压强的增加是00C时压强的1/273
C、气体压强和热力学温度成正比
D、气体压强与摄氏温度成正比

7、在密闭容器中,当气体的温度升高1K时,气体的压强比原来增加了0.4%,则容器中气体原来的温度为
8、体积V=100cm3的空球带有一根有刻度的均匀长管,管上共有
N=101个刻度(长管与球连接处为第一个刻度,向上顺序排列)
相邻两刻度间管的容积为0.2cm3,管中有水银滴将球内空气与
大气隔开,如图8—21所示。当温度t=50C时,水银液滴在刻度
N=21的地方,若外界大气压不变,用这个装置测量温度的范围
是 。

参考答案
[典型例题]
1、1.3h1 2、(1)200K (2)略
[当堂达标]
1、由A向B 2、1∶1 3、7 4、(1)TB=TC =600K TD=300K (2)图略 AB等压膨胀 BC等温膨胀 CD等压压缩
[课后练习]
1、C、D 2、C 3、B 4、D 5、B 6、B、C 7、250K 8、-6.3℃到47.8℃


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