氣體的等壓變化和等容變化【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1．知道什么是氣體的等容變化過程；掌握查理定律的內(nèi)容；理解p-T圖象的物理意義；知道查理定律的適用條件。2．知道什么是氣體的等壓變化過程；掌握蓋-呂薩克定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式；理解V-T圖象的物理意義。3．知道什么是理想氣體，理解理想氣體的狀態(tài)方程。4．會(huì)用氣體動(dòng)理論的知識(shí)解釋氣體實(shí)驗(yàn)定律。二、過程與方法根據(jù)查理定律和蓋-呂薩克定律的內(nèi)容理解p-T圖象和V-T圖象的物理意義。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．培養(yǎng)運(yùn)用圖象這種數(shù)學(xué)語言表達(dá)物理規(guī)律的能力。2．領(lǐng)悟物理探索的基本思路，培養(yǎng)科學(xué)的價(jià)值觀?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】1．查理定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式及適用條件。2．蓋-呂薩克定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式及適用條件。【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】對(duì)p-T圖象和V-T圖象的物理意義的理解?！緦W(xué)習(xí)過程】一、溫故知新玻意耳定律：___________________________________________________________。即_____________或_______________。二、新知學(xué)習(xí)（一）氣體的等容變化和等壓變化1．概念：（1）等容變化：_____________________________________________叫等容變化。（2）等壓變化：_____________________________________________叫等壓變化。2．蓋-呂薩克定律（1）內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，___________________。 （2）公式：______________或______________點(diǎn)撥：①成立條件：氣體質(zhì)量__________，壓強(qiáng)___________。②一定質(zhì)量的氣體在等壓變化時(shí)，升高（或降低）相同的溫度增加（或減小）的體積是相同的。③C與氣體的種類、質(zhì)量和壓強(qiáng)有關(guān)。3．等壓線：_____________________________________________________________。思考：斜率反應(yīng)什么？4．一定質(zhì)量氣體的等壓線的物理意義①圖線上每一個(gè)點(diǎn)表示氣體一個(gè)確定的__________，同一根等壓線上各狀態(tài)的___________相同。②不同壓強(qiáng)下的等壓線，斜率越大，壓強(qiáng)___________，如圖所示。體積與熱力學(xué)溫度成正比可以表示為另外形式：_____________或_____________總結(jié)蓋-呂薩克定律：（1）蓋-呂薩克定律是實(shí)驗(yàn)定律，由法國科學(xué)家蓋-呂薩克通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，壓強(qiáng)不變。（3）氣體的種類、質(zhì)量、壓強(qiáng)有關(guān)。（4）一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等壓變化時(shí)，升高（或降低）相同的溫度，增加（或減小）的體積是相同的。（5）解題時(shí)前后兩狀態(tài)的體積單位要統(tǒng)一。例題1：如圖所示，兩端開口的彎管，左管插入水銀槽中，右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則（ACD）A．彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為hB．若把彎管向上移動(dòng)少許，則管內(nèi)氣體體積增大C．若把彎管向下移動(dòng)少許，右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升D．若環(huán)境溫度升高，右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升 5．查理定律（1）內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，___________________。（2）公式：___________或______________。點(diǎn)撥：①成立條件：氣體_____________一定，_____________不變。②一定質(zhì)量的氣體在等容變化時(shí)，升高（或降低）相同的溫度增加（或減?。┑膲簭?qiáng)是相同的，即________=_________。③C與氣體的種類、質(zhì)量和體積有關(guān)。6．等容線：___________________________________________________________。思考：斜率反應(yīng)什么？7．一定質(zhì)量氣體的等容線的物理意義①圖線上每一個(gè)點(diǎn)表示氣體一個(gè)確定的_________，同一根等容線上各狀態(tài)的_________相同。②不同體積下的等容線，斜率越大，體積越________，如圖所示。壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比可以表示為另外形式：_______________或_______________總結(jié)查理定律：（1）查理定律是實(shí)驗(yàn)定律，由法國科學(xué)家查理通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，體積不變。（3）氣體的種類、質(zhì)量、體積有關(guān)。（4）一定質(zhì)量的氣體在等容時(shí)，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減小）的壓強(qiáng)是相同的。（5）解題時(shí)前后兩狀態(tài)壓強(qiáng)的單位要統(tǒng)一。例題2：汽車行駛時(shí)輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會(huì)造成耗油量上升。已知某型號(hào)輪胎能在-40℃~90 ℃正常工作，為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時(shí)的最高胎壓不超過3.5atm，最低胎壓不低于1.6atm，那么，在t＝20℃時(shí)給該輪胎充氣，充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)比較合適（設(shè)輪胎的體積不變）。對(duì)三個(gè)定律的總結(jié)：玻意耳定律：pV=C1氣體實(shí)驗(yàn)定律査理定律：p/T=C2蓋-呂薩克定律：V/T=C3強(qiáng)調(diào)：這些定律都是在壓強(qiáng)____________、溫度____________的條件下總結(jié)出來的。（二）理想氣體1．理想氣體：_________________________________________________________。2．理想氣體的特點(diǎn)（1）理想氣體是不存在的，是___________________。（2）在溫度____________，壓強(qiáng)___________時(shí)實(shí)際氣體都可看成是理想氣體。（3）從微觀上說：分子間以及分子和器壁間，除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。（4）從能量上說：理想氣體的微觀本質(zhì)是忽略了分子力，沒有分子勢(shì)能，理想氣體的內(nèi)能只有分子動(dòng)能。一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅由___________決定，與氣體的___________無關(guān)。3．理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體，由初狀態(tài)變化到末狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量之間的關(guān)系為：___________________________當(dāng)溫度T保持不變：________________方程具有普遍性當(dāng)體積V保持不變：________________當(dāng)壓強(qiáng)p保持不變：_________________例題3：關(guān)于理想氣體的性質(zhì)，下列說法中正確的是（ABC）A．理想氣體是一種假想的物理模型，實(shí)際并不存在B．理想氣體的存在是一種人為規(guī)定，它是一種嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體C．一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能增大，其溫度一定升高D．氦是液化溫度最低的氣體，任何情況下均可視為理想氣體例題4：如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體從A到B經(jīng)歷了一個(gè)等溫過程，從B 到C經(jīng)歷了一個(gè)等容過程，分別用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示氣體在A、B、C三個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量，那么A、C狀態(tài)的狀態(tài)參量間有何關(guān)系呢？例題5：一定質(zhì)量的理想氣體，處于某一狀態(tài)，經(jīng)過下列哪個(gè)過程后會(huì)回到原來的溫度（AD）A．先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)B．先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積減小，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)C．先保持體積不變而增大壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹D．先保持體積不變而減小壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹（三）氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋1．玻意耳定律的微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變，體積減小時(shí)，______________增大，單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上碰撞器壁的分子數(shù)就多，氣體的壓強(qiáng)增大。2．蓋-呂薩克定律的微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時(shí)，只有氣體的體積同時(shí)增大，使_______________減小，才能保持壓強(qiáng)不變。3．查理定律的微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時(shí)，____________保持不變。在這種情況下，溫度升高時(shí)，氣體的壓強(qiáng)增大?！揪毩?xí)鞏固】1．一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變，下列過程可以實(shí)現(xiàn)的是（）A．溫度升高，壓強(qiáng)增大B．溫度升高，壓強(qiáng)減小C．溫度不變，壓強(qiáng)增大D．溫度不變，壓強(qiáng)減小答案：A2．圖表示0.2mol的某種氣體的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系圖象，圖中p0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，問氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積多大？ 答案：5.6L3．在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100℃的空氣，一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接，重物和活塞均處于平衡狀態(tài)，這時(shí)活塞離缸底的高度為10cm，如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?℃，問：①重物是上升還是下降？②這時(shí)重物將從原處移動(dòng)多少厘米？（設(shè)活塞與氣缸壁間無摩擦）答案：①重物上升②2.6cm4．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列狀態(tài)變化中可能的是（）A．使氣體體積增加而同時(shí)溫度降低B．使氣體溫度升高，體積不變、壓強(qiáng)減小C．使氣體溫度不變，而壓強(qiáng)、體積同時(shí)增大D．使氣體溫度升高，壓強(qiáng)減小，體積減小答案：A