等压和等容变化培训讲学.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,气体的等容变化和等压变化,1.,掌握查理定律及其应用，理解,PT,图象的意义,2.,掌握盖,吕萨克定律及其应用，理解,VT,图象的意义,学习目标,:,(3),等容过程的,p,T,和,p,t,图象如图所示,气体的等容变化,1.,内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强,P,与,热力学温度,T,成正比。,2.,公式：,P/T=C=,P/,T,P,1,/T,1,=P,2,/T,2,判断哪条等容线表示的是体积大？,V,1,V,2,体积越大，斜率越小；体积越小，斜率越大。,一定质量的气体的,PT,图线其延长线过原点,.,查理定律,图象说明：,等容变化的,p,T,图象是延长线过原点的倾斜直线，如图甲所示，且,V,1,V,2,，即体积越大，斜率越小,等容变化的,p,t,图象是延长线过横轴,273.15,的倾斜直线，如图乙所示，且斜率越大，体积越小，图象纵轴的截距,p,0,为气体在,0,时的压强,描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线是下图中哪些,(,),答案：,CD,例,1,一定质量的气体，保持体积不变，温度从,1,升高到,5,，压强的增量为,2.010,3,Pa,，则,A,它从,5,升高到,10,，压强增量为,2.010,3,Pa,B,它从,15,升高到,20,，压强增量为,2.010,3,Pa,C,它在,0,时，压强约为,1.410,5,Pa,C,练习,1,、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低时：,A,、压强减小，密度减小；,B,、压强减小，密度增大；,C,、压强不变，密度减小；,D,、压强减小，密度不变,练习,2,、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中正确的是：,A,、气体压强的改变量与摄氏温度成正比；,B,、气体的压强与摄氏温度成正比；,C,、气体压强的改变量与热力学温度成正比；,D,、气体的压强与热力学温度成正比。,D,D,(3),等压过程的,V,T,和,V,t,图象如图所示,气体的等压变化,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.,公式,:,V/T=C,V,1,/T,1,=V,2,/T,2,3.,图象,盖,吕萨克定律,一定质量的气体的,VT,图线其延长线过原点,.,不同压强下的等压线,斜率越大,压强越小,.,图象说明：,等压过程的,V,T,图象是延长线过原点的倾斜直线，如图甲所示，且,p,1,p,2,，即压强越大，斜率越小,等压过程的,V,t,图象是一条延长线过横轴,273.15,的倾斜直线，如图乙所示，且斜率越大，压强越小图象纵轴截距,V,0,是气体在,0,时的体积,如图，一导热性良好的气缸内用活塞封住一定量的气体,(,不计活塞与缸壁摩擦,),，当温度升高时，改变的量有,(,),A,活塞高度,h,B,气缸体高度,H,C,气体压强,p,D,弹簧长度,L,答案：,B,例,2:,如图甲所示，是一定质量的气体由状态经过状态变为状态的,图象。已知气体在状态时的压强是,.,(1),说出从到过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算,的温度值。,(2),请在图乙坐标系中，作出由状态经过状态变为状态的,图象，并在图线相应位置上标出字母、。如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程。,练习,:,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,T,A,=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？,如图,1,所示，容器,A,和,B,分别盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管连通，管内有一段水银柱将两种气体隔开当氢气的温度为,0,、氧气温度为,20,时，水银柱保持静止判断下列情况下，水银柱将怎样移动？,(1),两气体均升高,20,；,(2),氢气升高,10,，氧气升高,20,；,(3),若初状态如图,2,所示且气体初温相同，则当两气体均降低,10,时，水银柱怎样移动？,答案：,(1),向,B,移动,(2),向,A,移动,(3),向,A,(,下,),移动,灯泡内充有氮氩混合气体，如果要使灯泡内的混合气体在,500,时的压强不超过,1atm,，在,20,下充气，灯泡内气体的压强至多能充到多少？,答案：,0.38atm,解析：,以灯泡内气体为研究对象，温度升高时体积不变，初状态为,20,，末状态温度为,500,，压强为,1atm.,应用查理定律即可求出初状态的压强,体积为,V,100cm,3,的空心球带有一根有刻度的均匀长管，管上共有,N,101,个刻度，设长管与球连接处为第一个刻度，以后顺序往上排列，相邻两刻度间管的体积为,0.2cm,3,，水银液滴将球内空气与大气隔开，如图所示当温度,t,5,时，水银液滴在刻度为,N,21,的地方那么在此大气压下，能否用它测量温度？说明理由，若能，求其测量范围,(,不计热膨胀,),解析：,首先应明确气体做等压变化，符合盖,吕萨克定律条件，根据该定律及其推论由体积变化进而求温度的变化,因为管口和大气相通，所以球内气体的体积随温度的升高而膨胀，气体是等压变化，根据盖,吕萨克定律：,温度的增加与体积的增加成正比，所以可以用来测量温度,测量温度的范围应该为气体的体积从,V,1,100cm,3,等压变化到,V,2,100cm,3,1000.2cm,3,120cm,3,，这个范围所对应的气体温度,T,1,T,2,之间，根据题意当,T,0,273K,5K,278K,时，气体的体积,V,0,(100,20,0.2)cm,3,104cm,3,.,答案：,能；测量温度的范围是,5.7,47.8.,点评：,本题易出错在：错将体积用刻度数乘以,0.2cm,3,，漏掉了空心球的体积,错把摄氏温度当成热力学温度,计算时应采用热力学温度,(2010,哈尔滨市模拟,),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,图甲所示是一定质量的理想气体由状态,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,1.510,5,Pa.,(1),说出,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,T,A,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,答案：,(1)200K,(2),如图所示,点评：,在不同的图象中，只能表达两个状态参量的关系，第三个参量可通过状态方程或气体实验定律求得,如图为,0.2mol,的某种理想气体压强和温度关系图线，,p,0,为标准大气压，则在状态,B,时，气体体积为多少？,答案：,5.6L,利用图,“,验证玻意耳,”,的实验装置来验证查理定律,(1),为了完成这个实验，除了图中给出的器材外，还需要气压计、托盘天平、热水、凉水和,_,(2),必须进行的实验步骤有：用托盘天平称出活塞和框架的质量,M,，用气压计读出实验室中的大气压强,p,0,.,按图安装器材，在框架两侧挂上钩码，使注射器的下半部分位于量杯之中往量杯中加入适量的凉水，使注射器内的空气柱位于水面之下过几分钟后，记下钩码的质量和活塞下表面的位置同时,_,在量杯中加些热水，过几分钟后在框架两侧加挂适当质量的钩码，使,_,，记下钩码的质量同时,_,把步骤重复,4,次,(3),可用作图法来验证查理定律是否成立，该图线的横坐标所代表的物理量及其单位是,_,，纵坐标所代表的物理量及其单位是,_,使管中封闭气体中呈现另一状态，但要保证体积不变，即保持活塞下表面恢复到步骤,1,的位置，同时再测出水温,(3),查理定律是等容变化，研究压强和温度的关系，使两坐标轴作为这两个变量的数轴即可压强的单位是帕斯卡，符号是,Pa,，温度的单位是开尔文，符号是,K.,答案：,(1),温度计,(2),用温度计测出水温；气体体积不变；测出水温,(3),气体温度，开尔文；气体压强，帕斯卡,1697,年法国物理学家帕平发明了高压锅，高压锅与普通铝锅不同，锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧，加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈，所以锅盖与锅体之间不会漏气，在锅盖中间有一排气孔，上面再套上类似砝码的限压阀，将排气孔堵住当加热高压锅，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，这时蒸气就从排气孔向外排出由于高压锅内的压强大，温度高，食物容易煮烂若已知排气孔的直径为,0.3cm,，外界大气压为,1.010,5,Pa,，温度为,20,，要使高压锅内的温度达到,120,，则限压阀的质量应为多少？,答案：,0.024kg,解析：,选锅内气体为研究对象，则,初状态：,T,1,293K,，,p,1,1.010,5,Pa,末状态：,T,2,393K,由查理定律得,