1、成才之路 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修3-3 第八章 气体成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 气体 第八章 第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 第二节 气体的等容变化和等压变化第八章 第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 学习目标定位 1课堂情景切入 2知识自主梳理 3重点难点突破 4考点题型设计 5课 时 作 业 7易错案例剖析 6第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 学习目标定位第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3
2、 了解气体的等容变化、查理定律了解气体的等压变化、盖吕萨克定律第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 课堂情景切入第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 炎热的夏天，给汽车轮胎充气时，一般都不充得太足(如图所示)；给自行车轮胎打气时，也不能打得太足。这是什么原因呢？第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 知识自主梳理第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 气体的等容变化1等容变化一定质量的某种气体在_时压强随温度的变化叫做等容变化。2查理定律(1)内容：一定质量的气体
3、，在_的情况下，它的压强与热力学温度成_比。(2)表达式：pCT 或pTCp1T1_或p1p2_。体积不变体积不变正p2T2T1T2第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 3等容过程的pT和pt图象第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 图象说明：(1)等容变化的pT图象是延长线过原点的倾斜直线，如图甲所示，且V1_V2，即体积越大，斜率越_。(2)等容变化的pt图象是延长线过横轴_的倾斜直线，如图乙所示，且斜率越大，体积越_，图象纵轴的截距p0为气体在_时的压强。小273.15小0第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人
4、教版 物理 选修3-3 气体的等压变化1等压变化一定质量的某种气体在_时体积随温度的变化叫做等压变化。2盖吕萨克定律(1)内容：一定质量的气体，在压强不变的情况下，它的体积与热力学温度成正比。(2)表 达 式：V CT 或 V1T1 _ 或 V1V2 _。压强不变V2T2T1T2第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 3等压过程的VT和Vt图象图象说明：(1)等压过程的VT图象是延长线过原点的倾斜直线，如图甲所示，且p1_p2，即压强越大，斜率越_。小第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 (2)等压过程的Vt图象是一条延长线过横
5、轴_的倾斜直线，如图乙所示，且斜率越大，压强越_。图象纵轴截距V0是气体在_时的体积。273.15小0第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 重点难点突破第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 一、查理定律与盖吕萨克定律的比较定律查理定律盖吕萨克定律表达式p1T1p2T2恒量V1T1V2T2恒量成立条件气体的质量一定，体积不变气体的质量一定，压强不变第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 定律查理定律盖吕萨克定律图线表达应用直线的斜率越大，体积越小，如图 V2V1直线的斜率越大，压强越小，如图 p2
6、pBBpCpBCVAVBDTATA，故pBpA，A、C错误，D正确；由BC为等压过程pBpC，故B错误。第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 二、两个重要的推论1查理定律的分比形式ppTT即一定质量的气体在体积不变的条件下，压强的变化量与热力学温度的变化量成正比。2盖吕萨克定律的分比形式VVTT即一定质量的气体在压强不变的条件下，体积的变化量与热力学温度的变化量成正比。第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 (武汉市20142015学年高二下学期三校联考)如图所示，两个容器A、B，用截面均匀的水平细玻璃管相连，A、B所装气体的温
7、度分别为17和27，水银柱在管中央平衡，如果两边气体温度都升高10，则水银柱将()A向右移动B向左移动C不动D条件不足，不能确定答案：A第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 解析：假设水银柱不动，A、B 气体都作等容变化，由查理定律的变形式 pTT p 得：对 A 内气体 pATATA pA；对 B 内气体 pBTBTB pB第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 由题意知，pApBp，TATB10K，TA290K，TB300K代入解得 pA p29，pB p30，即 pApB0，所以水银柱向右移动。第八章 第二节成才之路 高中
8、新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 三、应用查理定律或盖吕萨克定律解题的基本思路1确定研究对象，即被封闭的气体。2分析被研究气体在状态变化时是否符合定律条件。是否是质量和体积保持不变或是质量和压强保持不变。3确定初、末两个状态的温度、压强或温度、体积。4按查理或盖吕萨克定律公式列式求解。5求解结果并分析、检验。第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 考点题型设计第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低会造成耗油上升。已知某型号轮胎能在4090正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作
9、时的最高胎压不超过3.5atm，最低胎压不低于1.6atm，那么t20时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适？(设轮胎容积不变)查理定律的应用第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 解析：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化设在T0293K充气后的最小胎压为pmin，最大胎压为pmax。依题意知，当 T1233K 时胎压为 p11.6atm。根据查理定律p1T1pminT0，即1.6233pmin293解得：pmin2.01atm当 T2363K 时胎压为 p23.5atm。根据查理定律p2T2pmaxT0，即3.5363pmax293解得：pmax
10、2.83atm答案：2.01atm2.83atm第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击。该手表出厂时给出的参数为：27时表内气体压强为1.0105Pa(常温下的大气压强值)，当内外压强差超过6.0104Pa时表盘玻璃将爆裂。当时登山运动员携带的温度计的读数是21，表内气体体积的变化可忽略不计。(1)通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂？(2)当时外界的大气压强为多少？第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选
11、修3-3 答案：(1)向外爆裂(2)2.4104Pa解析：(1)以表内气体为研究对象，初状态的压强为p11.0105Pa，温度为 T1300K其末状态的压强为 p2，温度为 T2252K根据查理定律，有p1T1p2T2解得：p28.4104Pa第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 如果手表的表盘玻璃是向内爆裂的，则外界的大气压强为p08.4104Pa6104Pa1.44105Pa，大于山脚下的大气压强(即常温下的大气压强)，这显然是不可能的，所以可判断手表的表盘玻璃是向外爆裂的。(2)当时外界的大气压强为p0p26.0104Pa2.4104Pa。第八章 第二节
12、成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 盖吕萨克定律的应用(2015山东济南高三一模)如图，两气缸 A、B 粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通，A 的直径是 B 的 2 倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两气缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞 a、b，活塞下方充有氮气，活塞 a 上方充有氧气。当大气压为 p0，外界和气缸内气体温度均为 7且平衡时，活塞 a 离气缸顶的距离是气缸高度的14，活塞 b 在气缸正中间。第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 (1)现通过电阻丝缓慢加热氮气
13、，当活塞 b 恰好升至顶部时，求氮气的温度；(2)继续缓慢加热，使活塞 a 上升，当活塞 a 上升的距离是气缸高度的 116时，求氧气的压强。解析：(1)活塞 b 上升到顶部的过程中，活塞 a 不动，活塞a、b 下方的氮气发生等压变化，设气缸 A 的容积为 V0，氮气的初态体积为 V1，温度为 T1，末态体积为 V2，温度为 T2，由题意气缸 B 的容积为V04，根据题中数据第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 V134V012V04 78V0V234V014V0V0由盖吕萨克定律得V1T1V2T2由式和题给数据得T2320K第八章 第二节成才之路 高中新课程
14、 学习指导 人教版 物理 选修3-3 (2)活塞 b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞 a 开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的 116时，活塞a 上方的氧气做等温变化，设氧气的初态体积为 V1，压强为 p1；末态体积为 V2，压强为 P2，由题给数据V114V0，P1P0，V2 316V0由玻意耳定律有p1V1p2V2第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 由得p243p0答案：(1)320K(2)43p0第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 (重庆一中20132014学年高二下学期期末)我国新疆吐鲁番地区，盛产葡萄
15、干，品质优良，其中一个重要原因，缘于当地昼夜温差大的自然现象。现有一葡萄晾房四壁开孔，如图，房间内晚上温度7，中午温度升为37，假设大气压强不变。求中午房间内空气质量与晚上房间内空气质量之比。答案：2831第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 解析：设房间体积为 V0，选晚上房间内的空气为研究对象，在 37时体积变为 V1，根据盖吕萨克定律得V1T1V0T2V127337V02737V13128V0故中午房间内空气质量 m 与晚上房间内空气质量 m0之比：mm0V0V12831。第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 图甲所示是
16、一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的VT图象。已知气体在状态A时的压强是1.5105Pa。(1)说出A到B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中TA的温度值。(2)请在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的pT图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程。图象的应用第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 解析：(1)由图甲可以看出，A 与 B 的连线的延长线过原点O，所以从 A 到 B 是一个等压变化，即 pApB。根据盖吕萨克定律可得 VA/TAVB/TB，所以 TAVATBVB
17、 0.43000.6K200K。第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 (2)由图甲可以看出，从 B 到 C 是一个等容变化，根据查理定律得 pB/TBpC/TC。所以 pCTCpBTB 4001.5105300Pa2.0105Pa。则可画出由状态 A 经 B 到 C 的 pT 图象如图所示。答案：(1)200K(2)如图所示。第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 点评：在不同的图象中，只能表达两个状态参量的关系，第三个参量可通过状态方程或气体实验定律求得。第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3
18、(上海理工大学附属中学20142015学年高二下学期期中)如图所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板。初始时，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体温度，则下列pT图象能正确反应缸内气体压强变化情况的是()第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 答案：B第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 解析：当缓慢升高缸内气体温度时，气体先发生等容变化，根据查理定律，缸内气体的压强p与热力学温度T成正比，图线是过原点的倾斜的直线；当缸内气体的压强等于外界的大气压时，气体发生等压
19、膨胀，图线是平行于T轴的直线。故B选项正确。第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 相传三国时期著名的军事家、政治家诸葛亮被司马懿困于平阳，无法派兵出城求救。就在此关键时刻，诸葛亮发明了一种可以升空的信号灯孔明灯，并成功进行了信号联络，其后终于顺利脱险，试论述孔明灯能够升空的原理。开放探究第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 答案：孔明灯是利用火焰的热量使容器内的气体等压膨胀，使部分气体从孔明灯内溢出，进而使孔明灯内气体的质量减小，当大气对孔明灯的浮力恰好等于孔明灯的重力时，即达到孔明灯升空的临界条件，若继续升温，孔明灯就能升空
20、了。第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 我国民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，即用一个小罐，将纸燃烧后放入罐内，然后迅速将火罐开口端紧压在人体的皮肤上，待火罐冷却后，火罐就被紧紧地“吸”在皮肤上。你知道其中的道理吗？答案：火罐内的气体体积一定，冷却后气体的温度降低，压强减小，故在大气压力作用下被“吸”在皮肤上。第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 易错案例剖析第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 易错点：对定律的应用不准确造成错解案例：如图所示，容器A和B分别盛有氢气和氧气，用一段竖直细玻璃
21、管连通，管内有一段水银柱将两种温度相同的气体隔开。如果将两气体均降低10时，水银柱将()A向上移动B向下移动C不动D无法确定第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 易错分析：本题易错选项及错误原因具体分析如下：易错选项错误原因A应用关系式 pTT p 时考虑正负号导致错误。C误认为两种气体的初温相同，末温相同，所以水银柱不动第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 正确解答：由查理定律的推论关系式 pTT p 得pA10T pA0，pB10T pBpB，故|pA|pB|水银柱向 A 容器一方(向下)移动。故选项 B 正确。正确答案：B第八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 课 时 作 业（点此链接）