2019高中物理第八章2气体的等容变化和等压变化教学案（含解析）新人教版

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1、2气体的等容变化和等压变化[学习目标]　1.知道什么是等容变化和等压变化．　2.知道查理定律、盖—吕萨克定律的内容及表达式并会用这些定律处理问题．(难点)　3.知道p－T图象、V－T图象的物理意义并会运用其分析处理等容、等压变化过程．(难点)知识点一气体的等容变化1．等容变化一定质量的气体在体积不变时压强随温度的变化．2．查理定律(1)文字表述：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成正比．(2)公式表达：p＝CT或＝或＝.(3)图象表达(4)适用条件：气体的质量一定，气体的体积不变．[思考]我国民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，即用一个小

2、罐，将纸燃烧后放入罐内，然后迅速将火罐开口端紧压在人体的皮肤上，待火罐冷却后，火罐就被紧紧地“吸”在皮肤上．你知道其中的道理吗？【提示】　火罐内的气体体积一定，冷却后气体的温度降低，压强减小，故在大气压力作用下被“吸”在皮肤上．[判断]1．在等容过程中，压强p与摄氏温度成正比．(×)2．在等容过程中的p－T图象是双曲线的一支．(×)3．等容过程的p－图象是一条通过原点的直线．(×)知识点二气体的等压变化[填空]1．等压变化质量一定的气体，在压强不变的条件下，体积随温度的变化．2．盖—吕萨克定律(1)文字表述：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

3、学温度T成正比．(2)公式表达：V＝CT或＝或＝.(3)适用条件：气体质量一定；气体压强不变．3．图象[思考]能否参考一定质量的某种气体的等容变化的p－t图象，画出一定质量气体等压变化的V－t图象？【提示】　运用“外推法”可知t＝－273.15℃时，V＝0，其V－t图象如图所示：[判断]1．一定质量的气体，若体积变大，则温度一定升高．(×)2．一定质量的气体，体积与温度成反比．(×)3．一定质量的某种气体，在压强不变时，其V－T图象是过原点的直线．(√)考点一　查理定律和盖—吕萨克定律的应用(深化理解)1．两定律的比较定律查理定律盖—吕萨克定律表达式＝＝恒量＝＝

4、恒量成立条件气体的质量一定，体积不变气体的质量一定，压强不变图线表达直线的斜率越大，体积越小，如图，V2＜V1直线的斜率越大，压强越小，如图，p2＜p12.两个重要的推论【例题1】　(2014·新课标全国卷Ⅱ)如图824，两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热．两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气．当大气压为p0、外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的，活塞b在气缸正中间．

5、(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；(2)继续缓慢加热，使活塞a上升．当活塞a上升的距离是气缸高度的时，求氧气的压强．【思路点拨】　(1)缓慢加热直到b活塞恰升至顶部，活塞下的气体做等压变化．(2)对a中气体，由于A顶部导热，a中气体做等温变化．【解析】　(1)活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气做等压变化，设气缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1，末态体积为V2，温度为T2，按题意，气缸B的容积为，由题给数据和盖—吕萨克定律得V1＝V0＋×＝V0①V2＝V0＋V0＝V0②＝③由①②③式和题给数据

6、得T2＝320K(2)活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的时，活塞a上方的氧气做等温变化，设氧气初态体积为V′1，压强为p′1，末态体积为V′2，压强为p′2，由题给数据和玻意耳定律得V′1＝V0，p′1＝p0，V′2＝V0④p′1V′1＝p′2V′2⑤由④⑤式得p′2＝p0.【答案】　(1)320K　(2)p0【规律总结】应用查理定律和盖—吕萨克定律解题五步走1．确定研究对象，即被封闭的气体．2．分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件．3．确定初、末两个状态的温度、压强或温度、体积．4．根据查理定律或

7、盖—吕萨克定律公式列式求解．5．求解结果并分析、检验．【即时训练】1．(多选)对于一定质量的气体，在压强不变时，体积增大到原来的两倍，则正确说法是(　　)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．温度每升高1K体积增加原来的D．体积的变化量与温度的变化量成正比【解析】　由盖—吕萨克定律可知A错误，B正确；温度每升高1℃即1K，体积增加0℃体积的，C错误；由盖—吕萨克定律的变形式＝可知D正确．【答案】　BD2．汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油上升．已知某型号轮胎能在－40～90℃正常工作，为使轮胎在此温度范

8、围内工作时的最高胎压不超