3.

氣體的等壓變化和等容變化人教版（2019）物理（選擇性必修第三冊）第二章

氣體、固體和液體目錄素養目標01課程導入02新課講解03總結歸納04課堂練習05正確教育素養目標1.了解理想氣體模型，知道實際氣體在什么情況下可以看成理想氣體

2.能用分子動理論和統計觀點解釋氣體實驗定律利用高壓鍋煮熟食物熱氣球逐漸膨脹起來

燒瓶上通過橡膠塞連接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住燒瓶，會觀察到水柱緩慢向外移動，這說明了什么?正確教育氣體的等壓變化氣體的等壓變化蓋·呂薩克定律一定質量的氣體，在壓強不變時，體積隨溫度變化的過程一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學溫度T

成正比（V∝T）公式可寫成蓋·呂薩克定律C與氣體的種類、質量、壓強有關，和玻意耳定律、查理定律表達式中的C都泛指比例常數，它們并不相等。適用條件：①壓強不太大，溫度不太低；②氣體的質量和壓強都不變。等壓曲線tOV-273.15p1TOVp2p1<p2同一條直線上壓強相同等壓線：一定質量的某種氣體在等壓變化過程中，體積V與熱力學溫度T的正比關系在V－T直角坐標系中的圖象叫做等壓線。等壓線的特點：一定質量氣體的等壓線的V－T圖象，其延長線經過坐標原點。③壓強越大，斜率越小。如圖2：p1>p2>p3>p4。對等壓線的理解V-t圖像中的等壓線①延長線通過(－273.15℃，0)的傾斜直線。②縱軸截距V0是氣體在0℃時的體積。tOV-273.15tOV-273.15p1p2p3p4圖2對等壓線的理解V-T圖像中的等壓線①延長線通過原點的傾斜直線。②壓強越大，斜率越小。如圖3：p1>p2>p3>p4。TOVp1TOVp2p3p4圖3即一定質量的氣體在壓強不變的條件下，體積的變化量ΔV與熱力學溫度的變化量ΔT

（等于攝氏溫度變化量）成正比。注意：V與熱力學溫度T成正比，不與攝氏溫度t成正比，但壓強的變化

V與攝氏溫度

t的變化成正比。△V△TT1V1蓋—呂薩克定律的分比形式經典例題

正確教育氣體的等容變化氣體的等容變化一定質量的氣體，在體積不變時，壓強隨溫度變化的過程查理定律一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強P與熱力學溫度T

成正比

（P

∝

T）公式可寫成查理定律C與氣體的種類、質量、體積有關，和玻意耳定律表達式中的C

都泛指比例常數，它們并不相等。適用條件：①壓強不太大，溫度不太低；②氣體的質量和體積都不變。等容線tOp-273.15TOp等容線：一定質量的某種氣體在等容變化過程中，壓強p跟熱力學溫度T的正比關系，p－T在直角坐標系中的圖象叫做等容線。等容線的特點：一定質量的氣體的

p－T

圖線其延長線過坐標原點對等容線的理解p-t圖像中的等容線③體積越大，斜率越小。如圖2：V1>V2>V3>V4。①延長線通過(－273.15℃，0)的傾斜直線。②縱軸截距p0是氣體在0℃時的壓強。t/

℃Op-273.15p0t/

℃Op-273.15V1V2V3V4圖2對等容線的理解p-T圖像中的等容線①延長線通過原點的傾斜直線。②體積越大，斜率越小。如圖3：V2>V1T/KOpV1T/KOpV2圖3△p△TT1p1即一定質量的氣體在體積不變的條件下，壓強的變化量Δp與熱力學溫度的變化量ΔT（等于攝氏溫度變化量）成正比。注意：p與熱力學溫度T成正比，不與攝氏溫度t成正比，但壓強的變化

p與攝氏溫度

t的變化成正比。查理定律的分比形式經典例題

正確教育理想氣體玻意耳定律查理定律蓋-呂薩克定律壓強不太大(相對大氣壓)，溫度不太低(相對室溫)這些定律的適用范圍：p1V1=p2V2特點假設有這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強下都能嚴格地遵從氣體實驗定律，我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。理想氣體（1）理想氣體是不存在的，是一種理想模型。（2）在溫度不太低,壓強不太大時的氣體可看成是理想氣體。特點（4）從能量上說：理想氣體的微觀本質是忽略了分子力，沒有分子勢能，理想氣體的內能只有分子動能。（3）從微觀上說：分子間以及分子和器壁間，除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據的空間認為都是可以被壓縮的空間。一定質量的理想氣體的內能僅由溫度決定，與氣體的體積無關

如圖所示，一定質量的某種理想氣體從A到B經歷了一個等溫過程，從B到C經歷了一個等容過程。分別用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示氣體在A、B、C三個狀態的狀態參量，那么A、C狀態的狀態參量間有何關系呢？0pVABCTA=TB由①②聯立，解得：pAVA=pBVB①從A→B為等溫變化：

由玻意耳定律TA=TB從B→C為等容變化：由查理定律

②VB=VC理想氣體的狀態方程（1）內容：一定質量的某種理想氣體在從一個狀態變化到另一個狀態時，盡管p、V、T都可能改變，但是壓強跟體積的乘積與熱力學溫度的比值保持不變。（2）公式：或注：恒量C由理想氣體的質量和種類決定，即由理想氣體的物質的量決定（3）使用條件:一定質量的某種理想氣體。①當T1=T2時，p1V1=p2V2

(玻意耳定律)②當V1=V2時，

(查理定律)③當p1=p2時，

(蓋-呂薩克定律)（4）氣體的三個實驗定律是理想氣體狀態方程的特例：理想氣體的狀態方程理想氣體狀態方程的應用(1)解題步驟①確定研究對象，即某一定質量的理想氣體，分析它的變化過程；②確定初、末兩狀態，準確找出初、末兩狀態的六個狀態參量，特別是壓強；③用理想氣體狀態方程列式，并求解。(2)注意：①氣體質量保持不變②T必須是熱力學溫度，公式兩邊

p和

V單位需統一經典例題

如圖所示，一粗細均勻的U形管豎直放置，A側上端封閉，B側上端與大氣相通，下端開口處開關K關閉，A側空氣柱的長度為L=10.0

cm，溫度為27℃；B側水銀面比A側的高h=4.0?cm。已知大氣壓p0=76.0?cmHg。為了使A、B兩側的水銀面等高，可以用以下兩種方法：（1）開關關閉的情況，改變A側氣體的溫度，使A、B兩側的水銀面等高，求此時A側氣體溫度；（2）在溫度不變的條件下，將開關K打開，從U形管中放出部分水銀，使A、B兩側的水銀面等高，再閉合開關K。求U形管中放出水銀的長度。（結果保留一位小數）正確教育氣體實驗定律的微觀解釋(2)微觀解釋：溫度不變，分子的平均動能不變。體積減小，分子越密集，單位時間內撞到單位面積器壁上的分子數就越多，氣體的壓強就越大．1、玻意耳定律(等溫變化)

p1V1=p2V2(1)宏觀表現：一定質量的理想氣體，在溫度保持不變時，體積減小，壓強增大；體積增大，壓強減小．氣體實驗定律的微觀解釋(1)宏觀表現：一定質量的理想氣體，在壓強保持不變時，溫度升高，體積增大；溫度降低，體積減小.2、蓋-呂薩克定律(等壓變化)(2)微觀解釋：溫度升高，分子的平均動能增大，撞擊單位面積器壁的作用力變大，而要使壓強不變，則影響壓強的另一個因素分子的密集程度需減小，所以氣體的體積增大．(1)宏觀表現：一定質量的理想氣體，在體積保持不變時，溫度升高，壓強增大；溫度降低，壓強減小.3、查理定律(等容變化)(2)微觀解釋：體積不變，分子的密度程度不變，溫度升高，分子平均動能增大，分子撞擊單位面積器壁的作用力變大，所以氣體的壓強增大．氣體的等壓變化：（1）等壓變化：一定質量的某種氣體，在壓強不變時，體積隨溫度變化的過程。（2）蓋-呂薩克定律：V=CT

或

C不是一個普適恒量，與氣體的種類、質量、壓強有關氣體的等容變化：（1）等容變化：一定質量得某種氣體，在體積不變時，壓強隨溫度變化的過程。（2）蓋-呂薩克定律：p=CT

或

C不是一個普適恒量，與氣體的種類、質量、體積有關理想氣體狀態方程：1.對于一定質量的理想氣體，下列狀態變化可能的是 （）A.使氣體體積增大，溫度降低，壓強減小B.使氣體溫度升高，體積不變，壓強減小C.使氣體溫度不變，壓強、體積同時增大D.使氣體溫度升高，壓強減小，體積減小 A

2.對一定質量的理想氣體，下列說法正確的是（）A.體積不變，壓強增大時，氣體分子的平均動能一定增大B.溫度不變，壓強減小時，單位時間內撞擊單位面積器壁的分子數增多C.壓強不變，溫度降低時，單位時間內撞擊單位面積器壁的分子數減少D.溫度升高，壓強和體積都可能不變A【解析】A對：理想氣體的質量一定，分子的總數是一定的，體積不變，分子的密集程度不變，故要使壓強增大，單位時間內與器壁碰撞的分子數增多，氣體分子的平均動能一定增大。B錯：當溫度不變時，分子的平均動能不變，要使壓強減小，則分子的密集程度一定減小，即單位時間內撞擊單位面積器壁的分子數減少。C錯：當溫度降低時，分子的平均動能減小，要保持壓強不變，則分子的密集程度一定增大，即