第八章第2節(jié)氣體的等容變化和等壓變化
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，初步掌握查理定律和蓋??呂薩克定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式；理解p-t圖象的物理意義；。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
（一）、氣體的等容變化
1、在國(guó)際單位制中，用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，叫做 溫度。用符號(hào) 表示，它的單位是 ，簡(jiǎn)稱 ，符號(hào)是 。 熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的數(shù)量關(guān)系是：T= t+ 。
2、查理定律的內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)P與熱力學(xué)溫度T成 比。
3、氣體在體積不變的情況下，發(fā)生的狀態(tài)變化過(guò)程叫做 過(guò)程。表示該過(guò)程的P—T圖象稱為 。一定質(zhì)量的氣體的等容線是 線。
一定質(zhì)量的某種氣體在不同體積下的幾條等容線如
圖8—12所示，其體積的大小關(guān)系是 。
（二）、氣體的等壓變化
1、蓋??呂薩克定律內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T成 比。
2、公式： 、 、 。
3、氣體在壓強(qiáng)不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化的過(guò)程，
叫做 過(guò)程，表示變化過(guò)程的V—T圖象稱為 。
一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線是 線。圖8—13
中是一定質(zhì)量的某種氣體在不同壓強(qiáng)下的幾條等壓線，其壓強(qiáng)的大小關(guān)系是 。
三、提出疑惑
同學(xué)們，通過(guò)你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請(qǐng)把它填在下面的表格中
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、掌握查理定律及其應(yīng)用，理解P—T圖象的意義
2、掌握蓋??呂薩克定律及其應(yīng)用，理解V—T圖象的意義
學(xué)習(xí)重難點(diǎn)：
1．查理定律和蓋??呂薩克定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式、圖象及適用條件是重點(diǎn)。
2．氣體壓強(qiáng)和攝氏溫度不成正比，壓強(qiáng)增量和攝氏溫度成正比；氣體原來(lái)的壓強(qiáng)、氣體在零攝氏度的壓強(qiáng)，這些內(nèi)容易混淆。
二、學(xué)習(xí)過(guò)程
1、法國(guó)科學(xué)家查理在分析了實(shí)驗(yàn)事實(shí)后發(fā)現(xiàn)，一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)，各種氣體的壓強(qiáng)與溫度之間都有線性關(guān)系， 從圖8—11甲可以看出，在等容過(guò)程中，壓強(qiáng)P與攝氏溫度t是一次函數(shù)關(guān)系，不是簡(jiǎn)單的 關(guān)系。但是，如果把圖8—11甲直線AB延長(zhǎng)至與橫軸相交，把交點(diǎn)當(dāng)做坐標(biāo)原點(diǎn)。建立新的坐標(biāo)系（如圖8—11乙所示），那么這時(shí)的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系就是正比例關(guān)系了。圖乙坐標(biāo)原點(diǎn)的意義為 �？梢宰C明，當(dāng)氣體的壓強(qiáng)不太大，溫度不太低時(shí)，坐標(biāo)原點(diǎn)代表的溫度就是 。
2．一定質(zhì)量的氣體在等容變化過(guò)程中，壓強(qiáng)隨溫度變化的實(shí)驗(yàn)研究
??（1）實(shí)驗(yàn)裝置——查理定律演示器
??請(qǐng)學(xué)生觀察實(shí)物。
??請(qǐng)學(xué)生結(jié)合實(shí)物演示，弄明白如下問(wèn)題：
??①研究對(duì)象在哪兒？
??② 當(dāng)A管向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，B管中的水銀面怎樣變化？
??③ 當(dāng)A管向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，B管中的水銀面怎樣變化？
??④怎樣保證瓶中氣體的體積不變？
??⑤瓶中氣體的壓強(qiáng)怎樣表示？（當(dāng)B管中水銀面比A管中水銀面低時(shí)；當(dāng)B管中水銀面比A管中水銀面高時(shí)）
??（2）用氣壓計(jì)測(cè)量大氣壓強(qiáng)
??p0= mmHg
??（注意水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)方法。）
??請(qǐng)兩位學(xué)生讀出當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)值。
??（3）實(shí)驗(yàn)條件：一定質(zhì)量的氣體、一定的氣體體積
??請(qǐng)學(xué)生討論：怎樣保證實(shí)驗(yàn)條件？
??（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程
??① 將燒瓶置于食鹽加碎冰溶化的混合物中，燒瓶要完全沒(méi)入。（請(qǐng)學(xué)生估測(cè)發(fā)生的現(xiàn)象）
??現(xiàn)象：燒瓶中氣體體積減小，B管中水銀面上升，A管中水銀面下降。氣體壓強(qiáng)減小。
??措施：請(qǐng)學(xué)生討論此時(shí)怎樣移動(dòng)A管才能使B管中水銀面恢復(fù)到初始的標(biāo)記位置。
??記下此時(shí)A、B管中水銀面的高度差。
??② 將燒瓶完全置于冰水混合物中。（請(qǐng)學(xué)生估測(cè)發(fā)生的現(xiàn)象）
??現(xiàn)象：燒瓶中氣體體積仍小于室溫時(shí)的標(biāo)記體積，B管中水銀面仍高于A管中水銀面，但A、B兩管中水銀面高度差減少。
??措施：仍請(qǐng)學(xué)生回答此時(shí)怎樣移動(dòng)A管才能使B管中水銀面恢復(fù)到初始的標(biāo)記位置。
??記下此時(shí)A、B管中水銀面的高度差。
??③ 將燒瓶完全置于30 ℃的溫水中。（請(qǐng)學(xué)生估測(cè)發(fā)生的現(xiàn)象）
??現(xiàn)象：B管中水銀面低于標(biāo)記位置，A管中水銀面高于標(biāo)記位置。
??措施：請(qǐng)學(xué)生討論應(yīng)怎樣移動(dòng)A管，才能使B管中的水銀面恢復(fù)到初始標(biāo)記位置。
??記下此時(shí)A、B管中水銀面的高度差。
??④ 將燒瓶再分別完全置于45℃的溫水中，60℃、75℃的熱水中，重復(fù)上述過(guò)程。
??（5）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格
實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456
氣體溫度(℃)－20030456075
氣體壓強(qiáng)mmHg
??p0= mmHg 室溫 ℃
??請(qǐng)學(xué)生計(jì)算：
??（1）以0℃氣體壓強(qiáng)為參照，氣體溫度每升高1℃，增加的壓強(qiáng)值是0℃時(shí)氣體壓強(qiáng)值的多少分之一。
??（2）以0℃氣體壓強(qiáng)為參照，氣體溫度每降低1℃，減少的壓強(qiáng)值是0℃時(shí)氣體壓強(qiáng)值的多少分之一。
??（6）圖象（以實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，此處僅為示意圖）
??
??由此圖象，可寫(xiě)出如下方程：
??p=p0+kt
??其中k為斜率
???精確的實(shí)驗(yàn)指出t外推=-273℃
3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論——查理定律：
4.討論預(yù)習(xí)學(xué)案中的內(nèi)容。
5.完成課本思考與討論
[典型例題]
1、圖8—15所示，氣缸Ａ中封閉有一定質(zhì)量的氣體，活塞B與A的接觸是光滑的且不漏氣，Ｂ上放一重物Ｃ，Ｂ與Ｃ的總量為Ｇ，大氣壓為Ｐ0。當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度是20℃時(shí)，活塞與氣缸底部距離為h1；當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度是100℃時(shí)活塞與氣缸底部的距離是多少？
2、如圖8—16甲所示，是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)Ａ經(jīng)過(guò)狀態(tài)Ｂ變?yōu)闋顟B(tài)Ｃ的Ｖ—Ｔ圖象。已知?dú)怏w在狀態(tài)Ａ?xí)r的壓強(qiáng)是１.５×１０５Ｐａ
（１）說(shuō)出從Ａ到Ｂ過(guò)程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計(jì)算圖中ＴＡ的溫度值。
（２）請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中，作出由狀態(tài)Ａ經(jīng)過(guò)狀態(tài)Ｂ變?yōu)闋顟B(tài)Ｃ的Ｐ—Ｔ圖象，并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母Ａ、Ｂ、Ｃ。如果需要計(jì)算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值，請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程。
三、課堂小結(jié)
整理總結(jié)：
四、當(dāng)堂檢測(cè)
1、如圖8—17所示，豎直放置，粗細(xì)均勻，兩端封閉的玻璃管中有一段水銀，將空氣隔成A、B兩部分，若使管內(nèi)兩部分氣體的溫度同時(shí)升高相同的溫度，則管內(nèi)的水銀柱將向哪個(gè)方向移動(dòng)？
2、一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度由00C升高到100C時(shí)，其壓強(qiáng)的增量為△P1，當(dāng)它由1000C升高到1100C時(shí)，其壓強(qiáng)的增量為△P2，則△P1與△P2之比是
。
3、設(shè)大氣壓強(qiáng)保持不變，當(dāng)室溫由60C升高到270C時(shí)，室內(nèi)的空氣將減少 %。
4、使一定質(zhì)量的理想氣體按圖中箭頭所示的順序變化，圖線BC是一段以縱、橫軸為漸近線的雙曲線。
（1）已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度TA=300K，求氣體在狀態(tài)B、C、D的溫度各是多少？
（2）將上述狀態(tài)變化過(guò)程在圖8—18乙中畫(huà)出，圖中要標(biāo)明A、B、C、D四點(diǎn)，并且要畫(huà)箭頭表示變化的方向，說(shuō)明每段圖線各表示什么過(guò)程？
課后練習(xí)與提高
1、下面圖中描述一定質(zhì)量的氣體做等容變化的過(guò)程的圖線是（ ）
2、一個(gè)密閉的鋼管內(nèi)裝有空氣，在溫度為200C時(shí)，壓強(qiáng)為1atm，若溫度上升到800C，管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為（ ）
A、4atm B、1atm/4 C、1.2atm D、5atm/6
3、一定質(zhì)量的理想氣體在等壓變化中體積增大了1/2，若氣體原來(lái)溫度為270C，則溫度的變化是（ ）
A、升高450K B、升高了1500C C、升高了40.50C D、升高了4500C
4、如圖8—19所示，是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到狀態(tài)C的V—T圖象，由圖象可知（ ）
A、PA＞PB
B、PC＜PB
C、PA＞PC
D、PC＞PB
5、如圖8—20所示，是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到狀態(tài)C的P—T圖象，由圖象可知（ ）
A、VA＝VB B、VB＝VC C、VB＜VC D、VA＞VC
6、一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)，下列有關(guān)氣體的狀態(tài)變化說(shuō)法正確的是（ ）
A、溫度每升高10C，壓強(qiáng)的增加是原來(lái)壓強(qiáng)的1/273
B、溫度每升高10C，壓強(qiáng)的增加是00C時(shí)壓強(qiáng)的1/273
C、氣體壓強(qiáng)和熱力學(xué)溫度成正比
D、氣體壓強(qiáng)與攝氏溫度成正比
7、在密閉容器中，當(dāng)氣體的溫度升高1K時(shí)，氣體的壓強(qiáng)比原來(lái)增加了0.4%，則容器中氣體原來(lái)的溫度為
8、體積V=100cm3的空球帶有一根有刻度的均勻長(zhǎng)管，管上共有
N=101個(gè)刻度（長(zhǎng)管與球連接處為第一個(gè)刻度，向上順序排列）
相鄰兩刻度間管的容積為0.2cm3，管中有水銀滴將球內(nèi)空氣與
大氣隔開(kāi)，如圖8—21所示。當(dāng)溫度t=50C時(shí)，水銀液滴在刻度
N=21的地方，若外界大氣壓不變，用這個(gè)裝置測(cè)量溫度的范圍
是 。
參考答案
[典型例題]
1、1.3h1 2、（1）200K （2）略
[當(dāng)堂達(dá)標(biāo)]
1、由A向B 2、1∶1 3、7 4、（1）TB=TC =600K TD=300K （2）圖略 AB等壓膨脹 BC等溫膨脹 CD等壓壓縮
[課后練習(xí)]
1、C、D 2、C 3、B 4、D 5、B 6、B、C 7、250K 8、－6.3℃到47.8℃
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaoer/59891.html
相關(guān)閱讀：物態(tài)及物態(tài)變化