8.2气体的等容变化和等压变化

第八章气体§8.2气体的等容变化和等压变化等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化.在等容变化中，气体的P与V可能存在什么关系？一.等容变化一.等容变化实验结论：一定质量的气体,在体积不变的情况下,它的压强与温度（热力学温度）成正比.pCTpCT或(查里定律)122pTPT11212PPTT课后提升:试证明气体在等容变化时，升高相同的温度所增加的压强相同.0PT/K一.等容变化一定质量的气体的P—T图线其延长线过原点.pCT能否画出一定质量的气体的P-t图像呢？0Pt/0C①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状态的体积相同②不同体积下的等容线,斜率越大,体积越小（同一温度下,压强大的体积小）V2V1273.1521判断哪条等容线表示的体积大?p与热力学温度T成正比,不与摄氏温度成正比，但压强的变化△p与摄氏温度△t的变化成正比．查理是法国物理学家.1746年11月12日诞生于法国卢瓦雷的贝奥京西.大约在1787年，查理着手研究气体的膨胀性质，发现在压力一定的时候,气体体积的改变和温度的改变成正比.他进一步发现，对于一定质量的气体，当体积不变的时候，温度每升高l℃，压力就增加它在0℃时候压力的1／273.查理还用它作根据，推算出气体在恒定压力下的膨胀速率是个常数.这个预言后来由盖·吕萨克和道尔顿（1766一1844）的实验完全证实.查理（Jacques-Alexandre-CésarCharles，1746－l823）一.等容变化高压锅内的食物易熟一.等容变化打足气的车胎在阳光下曝晒会胀破瘪了的乒乓球在热水中能恢复原状隔夜装了热水的保温杯，难以拧开是什么原因？典例练习一定质量的氢气在0°C时的压强是9×104pa，保持氢气的体积不变,在30°C时的压强是多大?解题思路：T1=273K；T2=303K由查理定律得：2211TpTp注意运用查理定律时，应该将温度的单位转换为热力学温度.P2=1.0×105pa等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化.二.等压变化实验结论:一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积V与热力学温度T成正比.VCTVCT或1122VTVT1212VVTT课后提升:试证明气体在等压变化时，升高相同的温度所增加的体积相同.(盖-吕萨克定律)盖·吕萨克（UosephLollisGay—lussac，1778—1850年）法国化学家、物理学家.盖·吕萨克1778年9月6日生于圣·莱昂特.1800年毕业于巴黎理工学校.1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72岁.1802年，盖·吕萨克发现气体热膨胀定律(即盖·吕萨克定律)压强不变时，一定质量气体的体积跟热力学温度成正比.即V1/T1=V2/T2=……=C恒量.其实查理早就发现压强与温度的关系，只是当时未发表，也未被人注意.直到盖-吕萨克重新提出后，才受到重视.早年都称“查理定律”，但为表彰盖-吕萨克的贡献而称为“查理-盖吕萨克定律”.二、等压变化一定质量的气体的V—T图线其延长线过原点.二、等压变化VCT①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等压线上各状态的压强相同．②不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小（同一温度下，体积大的压强小）21P1P2判断哪条等压线表示的压强大?如图所示,两端开口的弯管,左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱,中间封有一段空气,则()A.弯管左管内外水银面的高度差为hB.若把弯管向上移动少许,则管内气体体积增大C.若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升D.若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升ACDhp0+ρghpxpp0+ρgxp0+ρgx=p0+ρgh封闭气体温度和压强不变，体积不变体积增大,则右管内的水银柱沿管壁上升典例练习VCT小结：一定质量的气体在等容变化时，遵守查理定律．1212VVTTVCT可写成或1212ppTTpCT可写成或一定质量的气体在等压变化时，遵守盖·吕萨克定律在图所示，气缸中封闭着温度为100℃的空气,一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接,重物和活塞均处于平衡状态,这时活塞离缸底的高度为10cm,如果缸内空气变为0℃,问:①重物是上升还是下降？②这时重物将从原处移动多少厘米?(设活塞与气缸壁间无摩擦)温度降低压强减小,故活塞下移,重物上升.pCT利用等容变化等压变化1212VVTT得h=7.4cm重物上升高度Δh=10－7.4=2.6cm课堂练习某种气体在状态A时压强2×105Pa,体积为1m3,温度为200K,(1)它在等温过程中由状态A变为状态B,状态B的体积为2m3,求状态B的压强.(2)随后,又由状态B在等容过程中变为状态C,状态C的温度为300K,求状态C的压强.ABC玻意耳定律pAVA=pBVBpB=105Pa查理定律pC=1.5×105PaccBBTpTp典例练习如图,水平放置的汽缸内壁光滑,一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分,两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热.开始时,A气体的体积是B的一半,A气体的温度是17ºC,B气体的温度是27ºC,活塞静止.现缓慢加热汽缸内气体,使A、B两部分气体的温度都升高10ºC,在此过程中活塞向哪个方向移动？AB设想先保持A、B的体积不变对A有AAAAAppTTp290300对B有BBBBBppTTp300310活塞向右移动.查理定律1212ppTT典例练习pA=pB2121TTppTTTpppTΔT11pΔp11TΔTpΔppTΔTΔp查理定律的分比形式推导如图,水平放置的汽缸内壁光滑,一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分,两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热.开始时,A气体的体积是B的一半,A气体的温度是17ºC,B气体的温度是27ºC,活塞静止.现缓慢加热汽缸内气体,使A、B两部分气体的温度都升高10ºC,在此过程中活塞向哪个方向移动？AB典例练习pTΔTΔpp、△T相同△pA△pB活塞向右移动.降低温度升高,压强增大活塞向左移动.温度降低,压强减小即:p'Ap'B即:p'Ap'B如图,水平放置的汽缸内壁光滑,一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分,两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热.开始时,A气体的体积是B的一半,A气体的温度是17ºC,B气体的温度是27ºC,活塞静止.现缓慢加热汽缸内气体,使A、B两部分气体的温度都升高10ºC,在此过程中活塞向哪个方向移动？AB典例练习pA=pBpTOTATBAB△T△pA△pB△pA△pB活塞向右移动.如图,升高相同的温度时：即:p'Ap'B如图所示，气缸内封闭有一定质量的理想气体，当时温度为0℃，大气压为1atm(设其值为105Pa)、气缸横截面积为500cm2，活塞重为5000N。则：(1)气缸内气体压强为多少？(2)如果开始时内部被封闭气体的总体积为汽缸上部体积为，并且汽缸口有个卡环可以卡住活塞，使之只能在汽缸内运动，所有摩擦不计.现在使气缸内的气体加热至273℃，求气缸内气体压强又为多少？,V054051V051V活塞运动到卡环处之前做等压变化010054VTVT0145TT继续升温，做等体积变化2211pTpTPa102358511122.ppTTp课堂练习GSppS02atmp