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文本内容:
8.2气体的等容变化和等压变化【学习目标】
1.知道什么是气体的等容变化过程;
2.掌握查理定律的内容、数学表达式;理解p-t图象的物理意义;
3.知道查理定律的适用条件;
4.会用分子动理论解释查理定律【活动过程】
一、预习·反馈·导学
1、气体的等容变化
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[来源:学科网ZXXK]
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、公式、、
4、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
二、合作·提炼·探究
1.合作交流1.气体的等容变化演示实验滴液瓶中装有干燥的空气,用涂有少量润滑油的橡皮塞盖住瓶口,把瓶子放入热水中,会看到塞子飞出;把瓶子放在冰水混合物中,拔掉塞子时会比平时费力结合演示实验的分析
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、一定的气体体积讨论怎样保证实验条件?[来源:学科网]
(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)现象措施记下此时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(估测发生的现象)现象措施记下此时A、B管中水银面的高度差
③将烧瓶完全置于30℃的温水中(估测发生的现象)现象措施记下此时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℃-20[来源:学+科+网Z+X+X+K]030456075气体压强mmHg 0=mmHg 室温℃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
(3)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℃.实验结论——查理定律年法国科学家查理通过实验研究,发现所有气体都遵从定律查理适用条件
①;
②
三、巩固·交流·反思
1.巩固训练
(1)课内训练巩固1.对于一定质量的气体,在体积不变时,压强增大到原来的两倍,则气体温度的变化情况是 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.气体的摄氏温度降为原来的一半D.气体的热力学温度降为原来的一半2.一定质量的气体,压强保持不变,下列过程可以实现的是 A.温度升高,体积增大B.温度不变,体积增大C.温度升高,体积减小D.温度不变,体积减小
3.图1如图1所示,直线a和b分别表示同一气体在不同体积V1和V2下的等容变化图线,试比较V1和V2的关系.
4.图2如图2所示,直线a和b分别表示同一气体在压强p1和p2下做等压变化的图象.试比较p1和p2的大小.
(2)课后拓展延伸1.必做题1.一定质量的气体,体积保持不变,下列过程可以实现的是 A.温度升高,压强增大B.温度升高,压强减小C.温度不变,压强增大D.温度不变,压强减小2.一定质量的气体当体积不变而温度由100℃上升到200℃时,其压强 A.增大到原来的两倍B.比原来增加倍C.比原来增加倍D.比原来增加倍3.一定质量的气体保持其压强不变,若热力学温度降为原来的一半,则气体的体积变为原来的 A.四倍B.二倍C.一半D.四分之一4.一定质量的理想气体的V-t图象如图1所示,在气体由状态A变化到状态B的过程中,气体的压强 图1A.一定不变B.一定减小C.一定增加D.不能判定怎样变化5.如图2所示,a、b、c分别是一定质量的理想气体的三个状态点,设a、b、c状态的气体体积分别为Va、Vb、Vc,则下列关系中正确的是 图2A.Va<Vb<VcB.Va>Vb=VcC.Va=Vb<VcD.Va=Vb>Vc6.一定质量的气体做等压变化时,其V-t图象如图3所示,若保持气体质量不变,而改变气体的压强,再让气体做等压变化,则其等压线与原来相比,下列可能正确的是 图3A.等压线与V轴之间夹角变小B.等压线与V轴之间夹角变大C.等压线与t轴交点的位置不变D.等压线与t轴交点的位置一定改变7.如图4所示,两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B,竖直插入同一水银槽中,各用一段水银柱封闭着一定质量同温度的空气,空气柱长度H1>H2,水银柱长度h1>h2,今使封闭气柱降低相同的温度大气压保持不变,则两管中气柱上方水银柱的移动情况是 A.均向下移动,A管移动较多图4B.均向上移动,A管移动较多C.A管向上移动,B管向下移动D.无法判断8.如图5所示,是一定质量的理想气体的三种变化过程,下列四种解释中,说法正确的是 A.a→d过程气体体积增加B.b→d过程气体体积不变C.c→d过程气体体积增加D.a→d过程气体体积减小图59.如图6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,则下列判断正确的是 图6A.VA=VBB.VB=VCC.VBVCD.VAVC10.如图7所示,两端开口的弯管,左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱,中间封有一段空气,则 A.弯管左管内、外水银面的高度差为hB.若把弯管向上移动少许,则管内气体体积增大C.若把弯管向下移动少许,则右管内的水银柱沿管壁上升D.若环境温度升高,则右管内的水银柱沿管壁上升图711.如图8所示,上端开口的圆柱形汽缸竖直放置,截面积为5×10-3m2,一定质量的气体被质量为
2.0kg的光滑活塞封闭在汽缸内,其压强为________Pa大气压强取
1.01×105Pa,g取10m/s2.若从初温27℃开始加热气体,使活塞离汽缸底部的高度由
0.5m缓慢变为
0.51m,则此时气体的温度为____℃.图812.如图9所示,圆柱形汽缸倒置在水平粗糙的地面上,汽缸内被活塞封闭着一定质量的空气.汽缸质量为M=10kg,缸壁厚度不计,活塞质量m=
5.0kg,其面积S=50cm2,与缸壁摩擦不计.在缸内气体温度为27℃时,活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力.现设法使缸内气体温度升高,问当缸内气体温度升高到多少摄氏度时,汽缸对图9地面恰好无压力?大气压强p0=105Pa,g取10m/s22.选做题13.如图10所示,一定质量的气体从状态A经B、C、D再回到A.问AB、BC、CD、DA是什么过程?已知气体在状态A时的体积是1L,求在状态B、C、D时的体积各为多少,并把此图改为p-V图象.
2.校对交流
3.反思总结POPT/KOAABBt/0c
273.15图8—11甲乙OPTV1V2V3图8—12OVTP1P2P3图8—13。