第六章C气体温度与体积的关系学案

第六章C气体温度与体积的关系学案主要内容:【知识点1】理解．．热力学温标、知道．．绝对零度的意义在国际单位制中，用热力学温标表示温度，单位是“开尔文”，简称“开”，符号是“K”。热力学温标又称作“开氏温标”或“绝对温标”。热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一，其单位“K”是七个基本单位之一。绝对零度值是-273.15oC。理论与实践证明，这是自然界中只能接近而无法到达的极限温度。摄氏温标用t表示，热力学温标用T表示，它们之间的近似关系T=t+273。热力学温标1K的间隔和摄氏温标1oC的间隔大小是相等的，所以温度差用摄氏温标表示和用热力学温标表示，其值相等，即：Δt=ΔT。【知识点2】理解．．一定质量气体，体积不变时压强和温度的关系（查理定律）查理定律总结了一定质量气体在体积不变的情况下，压强和温度的关系，查理定律有二种不同的表述方式。表述一：一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低）1℃，增加（或减小）的压强等于它在0℃时压强的1/273。表述二：一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强跟热力学温度成正比。查理定律的数学表达式：2121TTPP。【知识点3】知道．．P-t和P-T图象体积不变时，一定质量气体压强和温度的关系可用P-t或P-T图线来表示，P-t或P-T图线又称为等容线。P-t图线，是一条不通过坐标原点的倾斜直线，图线在P轴上的截距表示一定质量的气体在0℃的压强P0，直线的斜率是2730P,如图6-C-1(a)所示。P-T图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，如图6-C-1(b)所示。对P-T图象的理解①图线上每一点表示气体处于某一特定的状态，与这一状态的状态量（P、V、T）值对应。②图线上的一条线段表示气体由一个状态过渡到另一个状态的一个过程。③气体的等容变化过程在P-T图象上是一条通过坐标轴原点的倾斜直线，从图线可知，一定质量的气体，在体积不变时压强与热力学温度成正比。图6-C-1-2730t(℃)PT(k)P0(a)(b)图6-C-2④在不同体积下，对同一气体（m一定），可画出一系列的等压线。如图6-C-2，直线的斜率越大，对应的体积越小。判断方法：过T轴上任一点，作一条平行于P轴的等温线，交图线1于A点，交图线2于B点，因为TA=TB，，一定质量的气体从A状态到B状态是一个等温过程。根据玻意耳定律，压强大的体积小，VA＜VB。说明图线1对应的体积小于图线2对应的体积。【知识点4】理解．．在压强不变的情况下，体积与温度的关系（盖·吕萨克定律）盖·吕萨克定律总结了一定质量气体在压强不变的情况下，体积和温度的关系,盖·吕萨克定律有二种不同的表述方式。表述一：一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度每升高（或降低）1℃，增加（或减小）的体积等于它在0℃时体积的1/273。表述二：一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比。根据表述二有数学表达式：2121TTVV式中V1、V2分别表示始、末状态的体积，T1、T2分别表示始、末状态的热力学温度。【知识点5】知道．．V-t图象和V-T图象压强不变时，一定质量气体的体积—（摄氏）温度图线，简称V-t图线，是一条不通过坐标原点的倾斜直线，这条直线又称为等压线。图线在V轴上的截距表示一定质量的气体在0℃的体积V0，直线的斜率是2730V。从图象（如图6-C-6）可知，在压强不变时，一定质量的气体的体积Vt跟摄氏度t是线性关系，而不是正比关系。压强不变时，一定质量气体的V-T图线是一条通过坐标轴原点的倾斜直线。从图线可知，一定质量的气体在压强不变时，体积与热力学温度成正比，（如图6-C-7所示）。课堂练习1.273℃即_____K，273K即_____℃，气体温度从-10℃升到10℃，如果用热力学温度表示，气体温度升高了_____K。2.绝对零度等于_____℃，它是低温的_______，自然界中的温度只能够____________，但永远不能够__________。3.判断题：（1）5℃等于278K………………………………………………………………（）（2）温度升高10℃就是升高了283K…………………………………………（）（3）温度降低到10℃就是降低到283K………………………………………（）（4）热力学温度的每一度的大小和摄氏温度中的每一度大小是相同………（）4．一定质量的气体在体积不变时，它的压强和它的_______________成正比，这个结论叫做_________________定律。5．从分子动理论来看，当气体的温度增加时，气体分子的_____________增加，撞击速度也加大，由于气体体积不变，单位时间撞击容器壁的______________会增加，平均撞击器壁的____________也会增大，因此气体的压强就会变大。6．一定质量的气体，在标准状况下体积为1升，如果保持体积不变，压强增大到1.5大气压，气体的温度为________℃。-2730t(℃)图6-C-6V(m3)V0T(k)V(m3)0图6-C-77.某一定质量气体的P-t图象如图6-C-3所示，已知它在A、B、C三个状态时的体积分别为VA、VB、VC，由图可知VA_____VC，VB_____VC。（填“＞”、“＝”、“＜”)8.以下说法中正确是…………………（）（A）一定质量气体的压强与它的温度成正比；（B）一定质量气体的压强与它的热力学温度成正比；（C）一定质量气体在体积不变时，它的压强与热力学温度成正比；（D）一定质量气体在体积不变的情况下，它的压强与温度成正比。9．一个密闭的容器中，装有一定质量的气体，当气体温度升高1℃时，气体压强增加了原来的0.4%，那么容器中原来气体的温度为_________K。10.如图6-C-4，固定在水平面上的气缸，用横截面积S=1.2×10-3m2的活塞封闭着一定质量的气体，在室温为t1=27℃时，活塞处于静止状态，此时大气压强P0=1×105Pa。若使气缸内气体温度升高到t2=87℃，为使活塞保持不变，则对活塞施加一个水平向左的力F应为______N。11.一定质量的气体，在标准状况下体积为1升，如果保持压强不变，当体积增大到1.5升时，气体的温度为________℃。12.一定质量的气体，在保持压强不变的情况下，要使它的体积变为0℃时体积的2倍，气体的温度应为______℃。13.一定质量的气体，当温度为273℃时，体积是2升，若保持压强不变，当温度升高273℃时，其体积应是………………（）（A）3升；（B）4升；（C）5升；（D）6升。14．一定质量的气体，在压强不变的情况下，当温度从100℃升高到200℃时，它的体积………………（）（A）增大到原来的2倍；（B）增大了原来100/273；（C）增大了原来的100/373；（D）缩小到原来的1/2。图6-C-3At(℃)B-2730PC图6-C-4F15．一定质量的气体在等压过程中，温度从t1=15℃升高到t2=30℃，体积相应从V1变到V2，这时V1和V2的比值是………………（）（A）212VV；（B）212＞VV；（C）112＜VV；（D）2112＜VV＜。16．有一根一端开口，一端封闭的粗细均匀的玻璃管长69cm，当开口端向上竖直放置时，管内有一段19cm长的水银柱封闭了30cm长、温度为-3℃的空气柱，当环境温度升高到多少时水银柱上升到管口？17．跟大气连通的开口容器内的空气温度为27℃，质量为8kg，当温度升高到127℃，容器内空气的质量为多少？18．体积V=100cm3的空球有一根有刻度的均匀长管,管上共有N=101个刻度,（长管与球连接处为第一刻度，向上顺序排列）相邻两刻度间管的容积为0.2cm3，管中有水银滴将球内空气与大气隔开，如图6-C-8示。当温度t=5℃时，水银液滴在刻度N=21的地方，若外界大气压不变，能否用这个装置测量温度？若能，它的测量范围是多少？图6-C-8