人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第二章 3.气体的等压变化和等容变化.ppt

针对训练3(2022江苏如皋中学高二期末)如图甲所示,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=16cm的U形管,左管上端封闭,右管上端开口。右管中有高h0=4cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l=10cm。管底水平段的体积可忽略,环境温度T1=280K,大气压强p0相当于76cm水银柱产生的压强。(1)若从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右管底部,求此时水银柱的高度h1。(2)若缓慢将U形管倒置,再对密封气体缓慢加热,直至水银柱下表面恰与右管口平齐,如图乙所示,求此时密封气体的温度T2。答案(1)14cm(2)392K解析(1)设管的横截面积为S,气体等温变化,有(p0+ρgh0)(2H-h0-l)S=pHS解得p=0.9ρg又有p0+ρgh1=p解得h1=14cm。(2)根据题意可知,气体的初态p1=p0+ρgh0=0.8ρg,V1=(2H-h0-l)S=0.18S,T1=280K气体的末态p2=p0-ρgh0=0.72ρg,V2=(2H-h0)S=0.28S探究四理想气体状态变化的图像情境探究如图所示,p-T坐标系中的a、b两点,表示一定质量的理想气体的两个状态,设气体在状态a时的体积为Va,在状态b时的体积为Vb,则Va与Vb的大小关系怎么比较?要点提示VaVb。过a、b两点分别作它们的等容线,由于斜率kakb,所以VaVb。方法突破1.一定质量的气体不同图像的比较2.一般状态变化图像的处理方法化“一般”为“特殊”,如图所示是一定质量的某种气体的状态变化过程A→B→C→A。在V-T图线上,等压线是一簇延长线过原点的直线,过A、B、C三点作三条等压线分别表示三个等压过程,pApBpC,即pApBpC,所以A→B压强增大,温度降低,体积减小,B→C温度升高,体积减小,压强增大,C→A温度降低,体积增大,压强减小。应用体验典例4在标准大气压下,把一内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa、体积为2.0×10-3m3的理想气体。现在活塞上方缓缓倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半,然后将汽缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为127℃。大气压强为1.0×105Pa。(1)求汽缸内气体的最终体积(保留两位有效数字)。(2)在如图所示的p-V图像上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化。审题突破读取题干获取信息在标准大气压下,把一内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中开始时气体的温度为0℃在活塞上方缓缓倒上沙子气体发生等温变化将汽缸移出水槽,缓慢加热气体发生等压变化答案(1)1.5×10-3m3(2)见解析解析(1)在活塞上方倒沙的全过程中温度保持不变,即p0V0=p1V1,解得p1=2.0×105Pa在缓慢加热到127℃的过程中压强保持不变,则,所以V2=1.5×10-3m3。(2)如图所示。规律总结理想气体状态变化时注意转折点的确定转折点是两个状态变化过程的分界点,挖掘隐含条件,找出转折点是应用理想气体状态方程解决气体状态变化问题的关键。针对训练4一定质量的理想气体,在状态变化过程中的p-T图像如图所示,在A状态时的体积为V0,试画出对应的V-T图像和p-V图像(标注字母和箭头)。答案见解析A到B是等温变化,B到C是等压变化,C到A是等容变化,作出对应的V-T图像和p-V图像如图所示。学以致用?随堂检测全达标1.将一定质量的空气封闭在气瓶内,并对它进行等压变化。把这些空气看成理想气体,则下列四幅图能正确表示变化过程中空气的体积V和热力学温度T的关系的是()答案B解析根据题意可知,一定质量的空气等压变化,有=C,可知V=CT,故V与T成正比,在V-T图像中为过原点的倾斜直线,故A、C、D错误,B正确。2.关于理想气体的状态变化,下列说法正确的是()A.一定质量的理想气体,当压强不变而温度由100℃上升到200℃时,其体积增大为原来的2倍B.气体由状态1变化到状态2时,一定满足方程C.一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍,则气体可能压强减半,热力学温度加倍D.一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍,则气体可能体积加倍,热力学温度减半答案C解析一定质量的理想气体压强不变,体积与热力学温度成正比,温度由100℃上升到200℃时,体积增大为原来的1.27倍,故A错误;理想气体状态方程成立的条件为气体的质量不变,故B错误;由理想气体状态方程=C可知,C正确,D错误。3.(