1、1第八章 气体8. 2 气体的等容变化和等压变化【学习目标】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【重点和难点】1查理定律的内容、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。【新课教学】一、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 1 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 1 甲直线
2、 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 1 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、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 PT 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 2 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
3、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 VT 图象称为 。一定质量的某种气体的等压线是 线。图 3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 。【课堂例题】POPT/KOAAB Bt/0c 273.15甲 乙OPTV1V2V3图 2OVTP1P2P3图 32【例 1】教材 22 页例题【例 2】盛有氧气的钢瓶，在 17的室内测得氧气的压强是 9.31106 Pa。当钢瓶搬到-13的工地上时，瓶内氧气的压强变为 8.15106 Pa。 钢瓶足不是漏气？为什么？ 【例
4、3】如图所示，有一根足够长的上端开口的玻璃细管，玻璃管中用 h=10cm 的水银柱封闭了一段气体，当温度为 27时，气体的长度为 l=20cm。现给气体加热，使水银柱上升 5cm，求此时玻璃管中气体的温度。 （设大气压强 p0=76cmHg）【例 4】一个敞口的瓶子，放在空气中，气温为 27。现对瓶子加热，由于瓶子中空气受热膨胀，一部分空气被排出。当瓶子中空气温度上升到 57时，瓶中剩余空气的质量是原来的几分之几？【例 5】一定质量气体的状态变化过程的 pV 图线如图所示，其中 A 是初始态，B 、C是中间状态AB 为双曲线的一部分，BC 与纵轴平行， CA 与横轴平行如将上述变化过程改用 p
5、T 图线和 VT 图线表示，则在下列的各图中正确的是 ( BD )3VO TABCPO TA BC【课后反馈】1对于一定质量的理想气体，可能发生的过程是 ( )A压强和温度不变，体积变大 B温度不变，压强减少，体积减少C体积不变，温度升高，压强增大 D压强增大，体积增大，温度降低2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（ ）3如图所示，是一定质量的气体从状态 A 经 B 到状态 C 的 VT 图象，由图象可知（ ）AP AP B BP CP BCP A PC DP CP B4如图所示，是一定质量的气体从状态 A 经 B 到状态 C 的 PT 图象，由图象可知（ ）AV AV B B
6、V BV C CV BV C DV AV C5一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 1/273B温度每升高 10C，压强的增加是 00C 时压强的 1/273C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6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
7、？20P/atmV/L244010 300A BCD1040V/LT/K300 6000203050甲 乙PTOPTOPTOPOt/0C-273A B C D47如图所示，活塞的质量为 m，大气压强为 p0，当密闭气体的温度由 T1 升高到 T2 时，已知：汽缸的横截面积为 S，忽略活塞与汽缸间的摩擦，温度 T1 时气体的体积为 V1；求：(1)温度为 T2 时气体的压强；(2)温度为 T2 时的气体体积思考：气体对活塞所做的功；【例 2】若钢瓶不漏气，则钢瓶内氧气体积不变，设后来瓶内氧气的压强变为 P2，则由P1/T1=P2/T2，解出 P2=8.35106 Pa。由于 8.35106 Pa
8、8.15106 Pa，故钢瓶漏气。【例 3】解析：根据题意，玻璃管中的气体做等压变化。初状态： 130KT10vs其中 s 为玻璃管横截面积25vs根据盖吕萨克定律有： ，代入数据解得：12vTT2=375K，即 102【例 5】解析：本题看起来瓶子中空气的质量是变化的，但如果把排出瓶子外的气体一起考虑，仍然是一定质量的问题，仍可用气体定律求解。如图所示：过程中由于瓶子一直敞口，空气的压强不变。设瓶子的容积 v0，加热后排出的空气体积为v，则：T 1=27+273=300K，v 1= v0；T2=57+273=330K，v 2= v0+v根据等压变化盖吕萨克定律有：5， 代入数据解得： ，所以剩余在瓶子里的空气质量为原来的 。012vT01v 107、
