第八章第2節(jié)氣體的等容變化和等壓變化
課前預習學案
一、預習目標
預習本節(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)學表達式；理解p-t圖象的物理意義；。
二、預習內(nèi)容
（一）、氣體的等容變化
1、在國際單位制中，用熱力學溫標表示的溫度，叫做 溫度。用符號 表示，它的單位是 ，簡稱 ，符號是 。 熱力學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P與熱力學溫度T成 比。
3、氣體在體積不變的情況下，發(fā)生的狀態(tài)變化過程叫做 過程。表示該過程的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，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學溫度T成 比。
2、公式： 、 、 。
3、氣體在壓強不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化的過程，
叫做 過程，表示變化過程的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下的幾條等壓線，其壓強的大小關(guān)系是 。
三、提出疑惑
同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中
疑惑點疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學案
一、學習目標
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
學習重難點：
1．查理定律和蓋??呂薩克定律的內(nèi)容、數(shù)學表達式、圖象及適用條件是重點。
2．氣體壓強和攝氏溫度不成正比，壓強增量和攝氏溫度成正比；氣體原來的壓強、氣體在零攝氏度的壓強，這些內(nèi)容易混淆。
二、學習過程
1、法國科學家查理在分析了實驗事實后發(fā)現(xiàn)，一定質(zhì)量的氣體在體積不變時，各種氣體的壓強與溫度之間都有線性關(guān)系， 從圖8—11甲可以看出，在等容過程中，壓強P與攝氏溫度t是一次函數(shù)關(guān)系，不是簡單的 關(guān)系。但是，如果把圖8—11甲直線AB延長至與橫軸相交，把交點當做坐標原點。建立新的坐標系（如圖8—11乙所示），那么這時的壓強與溫度的關(guān)系就是正比例關(guān)系了。圖乙坐標原點的意義為 �？梢宰C明，當氣體的壓強不太大，溫度不太低時，坐標原點代表的溫度就是 。
2．一定質(zhì)量的氣體在等容變化過程中，壓強隨溫度變化的實驗研究
??（1）實驗裝置——查理定律演示器
??請學生觀察實物。
??請學生結(jié)合實物演示，弄明白如下問題：
??①研究對象在哪兒？
??② 當A管向上運動時，B管中的水銀面怎樣變化？
??③ 當A管向下運動時，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瓶中氣體的壓強怎樣表示？（當B管中水銀面比A管中水銀面低時；當B管中水銀面比A管中水銀面高時）
??（2）用氣壓計測量大氣壓強
??p0= mmHg
??（注意水銀氣壓計的讀數(shù)方法。）
??請兩位學生讀出當時的大氣壓強值。
??（3）實驗條件：一定質(zhì)量的氣體、一定的氣體體積
??請學生討論：怎樣保證實驗條件？
??（4）實驗過程
??① 將燒瓶置于食鹽加碎冰溶化的混合物中，燒瓶要完全沒入。（請學生估測發(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。氣體壓強減小。
??措施：請學生討論此時怎樣移動A管才能使B管中水銀面恢復到初始的標記位置。
??記下此時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。（請學生估測發(fā)生的現(xiàn)象）
??現(xiàn)象：燒瓶中氣體體積仍小于室溫時的標記體積，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：仍請學生回答此時怎樣移動A管才能使B管中水銀面恢復到初始的標記位置。
??記下此時A、B管中水銀面的高度差。
??③ 將燒瓶完全置于30 ℃的溫水中。（請學生估測發(fā)生的現(xiàn)象）
??現(xiàn)象：B管中水銀面低于標記位置，A管中水銀面高于標記位置。
??措施：請學生討論應(yīng)怎樣移動A管，才能使B管中的水銀面恢復到初始標記位置。
??記下此時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，重復上述過程。
??（5）實驗數(shù)據(jù)表格
實驗次數(shù)123456
氣體溫度(℃)－20030456075
氣體壓強mmHg
??p0= mmHg 室溫 ℃
??請學生計算：
??（1）以0℃氣體壓強為參照，氣體溫度每升高1℃，增加的壓強值是0℃時氣體壓強值的多少分之一。
??（2）以0℃氣體壓強為參照，氣體溫度每降低1℃，減少的壓強值是0℃時氣體壓強值的多少分之一。
??（6）圖象（以實際實驗數(shù)據(jù)為準，此處僅為示意圖）
??
??由此圖象，可寫出如下方程：
??p=p0+kt
??其中k為斜率
???精確的實驗指出t外推=-273℃
3．實驗結(jié)論——查理定律：
4.討論預習學案中的內(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。當氣缸內(nèi)氣體溫度是20℃時，活塞與氣缸底部距離為h1；當氣缸內(nèi)氣體溫度是100℃時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)過狀態(tài)Ｂ變?yōu)闋顟B(tài)Ｃ的Ｖ—Ｔ圖象。已知氣體在狀態(tài)Ａ時的壓強是１.５×１０５Ｐａ
（１）說出從Ａ到Ｂ過程中壓強變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計算圖中ＴＡ的溫度值。
（２）請在圖乙坐標系中，作出由狀態(tài)Ａ經(jīng)過狀態(tài)Ｂ變?yōu)闋顟B(tài)Ｃ的Ｐ—Ｔ圖象，并在圖線相應(yīng)位置上標出字母Ａ、Ｂ、Ｃ。如果需要計算才能確定有關(guān)坐標值，請寫出計算過程。
三、課堂小結(jié)
整理總結(jié)：
四、當堂檢測
1、如圖8—17所示，豎直放置，粗細均勻，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升高相同的溫度，則管內(nèi)的水銀柱將向哪個方向移動？
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，其壓強的增量為△P1，當它由1000C升高到1100C時，其壓強的增量為△P2，則△P1與△P2之比是
。
3、設(shè)大氣壓強保持不變，當室溫由60C升高到270C時，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）已知氣體在狀態(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)變化過程在圖8—18乙中畫出，圖中要標明A、B、C、D四點，并且要畫箭頭表示變化的方向，說明每段圖線各表示什么過程？
課后練習與提高
1、下面圖中描述一定質(zhì)量的氣體做等容變化的過程的圖線是（ ）
2、一個密閉的鋼管內(nèi)裝有空氣，在溫度為200C時，壓強為1atm，若溫度上升到800C，管內(nèi)空氣的壓強為（ ）
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，下列有關(guān)氣體的狀態(tài)變化說法正確的是（ ）
A、溫度每升高10C，壓強的增加是原來壓強的1/273
B、溫度每升高10C，壓強的增加是00C時壓強的1/273
C、氣體壓強和熱力學溫度成正比
D、氣體壓強與攝氏溫度成正比
7、在密閉容器中，當氣體的溫度升高1K時，氣體的壓強比原來增加了0.4%，則容器中氣體原來的溫度為
8、體積V=100cm3的空球帶有一根有刻度的均勻長管，管上共有
N=101個刻度（長管與球連接處為第一個刻度，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，如圖8—21所示。當溫度t=50C時，水銀液滴在刻度
N=21的地方，若外界大氣壓不變，用這個裝置測量溫度的范圍
是 。
參考答案
[典型例題]
1、1.3h1 2、（1）200K （2）略
[當堂達標]
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]
1、C、D 2、C 3、B 4、D 5、B 6、B、C 7、250K 8、－6.3℃到47.8℃
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