氣體的等壓變化和等容變化 一、氣體的等壓變化猜想：在等壓變化中，氣體的體積與溫度可能存在著什么關(guān)系？1.等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變時，體積隨溫度的變化。 一、氣體的等壓變化1.等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變時，體積隨溫度的變化。蓋-呂薩克（Gay-Lussac，1778—1850年）法國化學(xué)家、物理學(xué)家。蓋-呂薩克1778年9月6日生于圣·萊昂特。1800年畢業(yè)于巴黎理工學(xué)校。1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72歲。1802年，蓋-呂薩克發(fā)現(xiàn)氣體熱膨脹定律（即蓋-呂薩克定律）壓強(qiáng)不變時，一定質(zhì)量氣體的體積跟熱力學(xué)溫度成正比。即恒量。其實查理早就發(fā)現(xiàn)壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系，只是當(dāng)時未發(fā)表，也未被人注意。直到蓋-呂薩克重新提出后，才受到重視。早年都稱“查理定律”，但為表彰蓋-呂薩克的貢獻(xiàn)而稱為“查理-蓋呂薩克定律”。 一、氣體的等壓變化1.等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變時，體積隨溫度的變化。 一、氣體的等壓變化1.等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變時，體積隨溫度的變化。2.蓋-呂薩克定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積與熱力學(xué)溫度成正比。3.等壓線：一定質(zhì)量的某種氣體在等壓變化過程中，體積與熱力學(xué)溫度的正比關(guān)系在直角坐標(biāo)系中的圖象。其延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，斜率反映壓強(qiáng)大小?；? 一、氣體的等壓變化一定質(zhì)量氣體的等壓線的物理意義①圖線上每一個點(diǎn)表示氣體一個確定的狀態(tài)，同一根等壓線上各狀態(tài)的壓強(qiáng)相同。②不同壓強(qiáng)下的等壓線，斜率越大，壓強(qiáng)越?。ㄍ粶囟认拢w積大的壓強(qiáng)小）如圖所示。 一、氣體的等壓變化1.等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變時，體積隨溫度的變化。2.蓋-呂薩克定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積與熱力學(xué)溫度成正比?；蝮w積與熱力學(xué)溫度成正比可以表示為另外形式：或 一、氣體的等壓變化蓋-呂薩克定律說明1.蓋·呂薩克定律是實驗定律，由法國科學(xué)家蓋·呂薩克通過實驗發(fā)現(xiàn)的。3.在中的與氣體的種類、質(zhì)量、壓強(qiáng)有關(guān)。2.適用條件：氣體質(zhì)量一定，壓強(qiáng)不變。注意：正比于而不正比于。4.一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等壓變化時，升高（或降低）相同的溫度，增加（或減?。┑捏w積是相同的。5.解題時前后兩狀態(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（）A．彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為hB．若把彎管向上移動少許，則管內(nèi)氣體體積增大C．若把彎管向下移動少許，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ACDh 二、氣體的等容變化猜想：在等容變化中，氣體的壓強(qiáng)與溫度可能存在著什么關(guān)系？1.等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時，壓強(qiáng)隨溫度的變化。 大約在1787年，查理著手研究氣體的膨脹性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)在壓力一定的時候，氣體體積的改變和溫度的改變成正比。他進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，對于一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)體積不變的時候，溫度每升高1℃，壓力就增加它在0℃時候壓力的1/273。查理還用它作根據(jù)，推算出氣體在恒定壓力下的膨脹速率是個常數(shù)。這個預(yù)言后來由蓋-呂薩克和道爾頓（1766-1844）的實驗完全證實。查理（Charles，1746－l823）二、氣體的等容變化1.等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時，壓強(qiáng)隨溫度的變化。 二、氣體的等容變化1.等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時，壓強(qiáng)隨溫度的變化。 二、氣體的等容變化1.等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時，壓強(qiáng)隨溫度的變化。2.查理定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比?；? 二、氣體的等容變化1.等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時，壓強(qiáng)隨溫度的變化。2.查理定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比?；?.等容線：一定質(zhì)量的某種氣體在等容變化過程中，壓強(qiáng)跟熱力學(xué)溫度的正比關(guān)系在直角坐標(biāo)系中的圖象叫做等容線。其延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，斜率反映體積大小。 一定質(zhì)量氣體的等容線的物理意義①圖線上每一個點(diǎn)表示氣體一個確定的狀態(tài)，同一根等容線上各狀態(tài)的體積相同。②不同體積下的等容線，斜率越大，體積越?。ㄍ粶囟认?，壓強(qiáng)大的體積小）如圖所示，。二、氣體的等容變化 壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比可以表示為另外形式：或1.等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時，壓強(qiáng)隨溫度的變化。2.查理定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比?；蚨?、氣體的等容變化 查理定律說明二、氣體的等容變化1.查理定律是實驗定律，由法國科學(xué)家查理通過實驗發(fā)現(xiàn)的。3.在中的與氣體的種類、質(zhì)量、體積有關(guān)。2.適用條件：氣體質(zhì)量一定，體積不變。4.一定質(zhì)量的氣體在等容時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減?。┑膲簭?qiáng)是相同的。5.解題時前后兩狀態(tài)壓強(qiáng)的單位要統(tǒng)一。注意：與熱力學(xué)溫度成正比，不與攝氏溫度成正比。 例題2：汽車行駛時輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會造成耗油量上升。已知某型號輪胎能在-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）。 公式：2.査理定律：1.玻意耳定律：3.蓋-呂薩克定律：這些定律都是在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下總結(jié)出來的。氣體實驗定律公式：公式： 三、理想氣體1.理想氣體：在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實驗定律的氣體。在溫度不低于零下幾十?dāng)z氏度、壓強(qiáng)不超過大氣壓的幾倍時，把實際氣體當(dāng)成理想氣體來處理，誤差很小。2.理想氣體的特點(diǎn)（1）理想氣體是不存在的，是一種理想模型。（2）在溫度不太低，壓強(qiáng)不太大時實際氣體都可看成是理想氣體。（4）從能量上說：理想氣體的微觀本質(zhì)是忽略了分子力，沒有分子勢能，理想氣體的內(nèi)能只有分子動能。（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。 三、理想氣體1.理想氣體：在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實驗定律的氣體。2.理想氣體的特點(diǎn)（1）理想氣體是不存在的，是一種理想模型。（2）在溫度不太低，壓強(qiáng)不太大時實際氣體都可看成是理想氣體。（4）從能量上說：理想氣體的微觀本質(zhì)是忽略了分子力，沒有分子勢能，理想氣體的內(nèi)能只有分子動能。（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。一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定，與氣體的體積無關(guān)。 一定質(zhì)量的理想氣體，由初狀態(tài)（）變化到末狀態(tài)（）時，兩個狀態(tài)的狀態(tài)參量之間的關(guān)系為：方程具有普遍性三、理想氣體當(dāng)溫度T保持不變當(dāng)體積V保持不變當(dāng)壓強(qiáng)p保持不變或 例題3：關(guān)于理想氣體的性質(zhì)，下列說法中正確的是（）A．理想氣體是一種假想的物理模型，實際并不存在B．理想氣體的存在是一種人為規(guī)定，它是一種嚴(yán)格遵守氣體實驗定律的氣體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ABC 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)歷了一個等溫過程，從B到C經(jīng)歷了一個等容過程。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)過下列哪個過程后會回到原來的溫度（）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AD 四、氣體實驗定律的微觀解釋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，分子的數(shù)密度增大，單位時間內(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，只有氣體的體積同時增大，使分子的數(shù)密度減小，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，分子的數(shù)密度保持不變。在這種情況下，溫度升高時，氣體的壓強(qiáng)增大。 1．一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變，下列過程可以實現(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A 2．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)時的體積多大？5.6L 3．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這時重物將從原處移動多少厘米？（設(shè)活塞與氣缸壁間無摩擦）重物上升2.6cm 4．對于一定質(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)、體積同時增大D．使氣體溫度升高，壓強(qiáng)減小，體積減小A