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2.3氣體的等壓變化和等容變化
選擇性必修第三冊&第二章 氣體、固體和液體
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，會觀察到什么現象，這說明了什么？
實驗表明，溫度升高時，為了保持氣體的壓強不變的情況下，氣體的體積要隨溫度的升高而增大。
課堂引入
閱讀教材p26頁，并回答問題。
1.什么是氣體的等壓變化？
2.什么是蓋-呂薩克定律？
閱讀并回答：
一、氣體的等壓變化—思考
2、V-T 圖—等壓線
（1）等壓線：一定質量的某種氣體在等壓變化過程中，體積隨溫度變化關系的直線，叫做等壓線。
（2）等壓線的特點：
氣體在接近0K之前已經液化。
想一想：為什么0點附近要用虛線？
①延長線過坐標原點。
②圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態，同一條等壓線上各
狀態的壓強相同。
③一定質量的氣體，不同壓強下的等壓線，斜率越大，壓強越小。
P11、定義：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叫作氣體的等壓變化。
一、氣體的等壓變化—內容
（1）內容：一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積V 與熱力學溫度T 成正比。
這里的C和玻意耳定律表達式中的C都泛指比例常數，但它們并不相等。
（2）公式表述：
或 V=CT
（3）適用范圍：①溫度不太低，壓強不太大
②氣體的質量和壓強都不變。
注意：不是與攝氏溫度t成正比
3.蓋-呂薩克定律
一、氣體的等壓變化—蓋-呂薩克定律
=CΔT
=C
一定質量的氣體，在壓強不變的條件下，體積的變化量 V與熱力學溫度的變化量（等于攝氏溫度變化量 t ）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，但體積的變化 V與攝氏溫度 t的變化成正比。 V t( T)
△V
△T
T1
V1
拓展1：等壓變化中，V與t是一次函數關系，等壓線是一條延長線通過橫軸上－273.15 ℃的傾斜直線，圖像縱軸的截距是在此壓強下的氣體在0 ℃時的體積。
拓展2：
一、氣體的等壓變化—拓展
為什么夏天汽車輪胎打氣太足，容易爆胎。
【想一想】
輪胎氣體體積不變，溫度升高，壓強增大。
二、氣體的等容變化—思考
閱讀教材p27頁，并回答問題。
1.什么是氣體的等容變化？
2.什么是查理定律？
閱讀并回答：
二、氣體的等容變化—思考
1、定義：一定質量的某種氣體在體積不變時，壓強隨溫度變化的過程叫作氣體的等容變化。
0
P
t/0C
A
B
甲
0
P
T/K
A
B
273.15
丙
壓強與溫度成正比
乙
實驗表明，在P—T圖像中，等容線是一條過原點的直線。
2、P-T 圖—等容線
P與攝氏溫度t是一次函數關系
P與攝氏溫度t是一次函數關系
斜率越大，體積越小
二、氣體的等容變化—內容
（1）內容：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。 即p T
　　　　　　　或
式中p1、T1表示氣體在1（初態）、p2、T2表示2（末態）
（2）公式表述：
這里的C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。
（3）適用范圍：①溫度不太低，壓強不太大
②氣體的質量和體積都不變。
△p
△T
T1
p1
3.查理定律
二、氣體的等容變化—查理定律
（1）高壓鍋內的食物易熟；
（2）打足了氣的車胎在陽光下曝曬會脹破；
（3）使凹進的乒乓球恢復原狀。
4.生活應用
二、氣體的等容變化—生活應用
氣體實驗定律
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
二、氣體的等容變化—總結
當壓強很大、溫度很低時，由氣體實驗定律計算的結果與實際測量結果有很大的差別.
不過，在通常的溫度和壓強下，很多實際氣體，特別是那些不容易液化的氣體，如氫氣、氧氣、氮氣、氦氣等，其性質與實驗定律的結論符合的很好.
為了研究方便，可以設想一種氣體，它在任何溫度、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”.
三、理想氣體—思考
閱讀教材p28頁，并回答問題。
1.什么是理想氣體？
2.理想氣體有什么特點？
閱讀并回答：
3.理想氣體狀態方程是什么？
三、理想氣體—思考
1.理想氣體：在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律的氣體。
2.理想氣體的特點：
（1）理想氣體是不存在的，是一種理想模型。
（2）在溫度不太低，壓強不太大時實際氣體都可看成是理想氣體。
（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。
三、理想氣體—內容
一定質量的理想氣體，由初狀態（p1、V1、T1）變化到末狀態（p2、V2、T2）時，兩個狀態的狀態參量之間的關系為：
方程具有普遍性
拓展學習
3.理想氣體的狀態方程
三、理想氣體—狀態方程
閱讀教材p29頁，并回答問題。
1.波意耳定律的微觀解釋？
2.蓋-呂薩克定律的微觀解釋？
閱讀并回答：
3.查理定律的微觀解釋？
四、氣體實驗定律的微觀解釋—思考
玻意耳定律的微觀解釋
宏觀
微觀
數密度增大
分子平均動能不變
V 減小
T 不變
m 一定
單位時間內撞擊容器單位面積的分子數增多
壓強增大
四、氣體實驗定律的微觀解釋—玻意耳定律
蓋-呂薩克定律的微觀解釋
宏觀
微觀
分子密集程度減小
壓強可能不變
分子平均動能增大
V 增大
T 升高
m 一定
四、氣體實驗定律的微觀解釋—蓋-呂薩克定律
查理定律的微觀解釋
宏觀
微觀
分子平均動能增大
壓強增大
分子密集程度不變
T 升高
V 不變
m 一定
四、氣體實驗定律的微觀解釋—查理定律
B
課堂練習
2．某同學家一臺新電冰箱能顯示冷藏室內的溫度，存放食物之前，該同學將打開的冰箱密封門關閉并給冰箱通電。若大氣壓為1.0×105 Pa，剛通電時顯示溫度為27 ℃，通電一段時間后顯示溫度為7 ℃，則此時密封的冷藏室中氣體的壓強是(　　)
A．0.26×105 Pa B．0.93×105 Pa
C．1.07×105 Pa D．3.86×105 Pa
B
課堂練習
課堂練習
3.(多選)一定質量的氣體經過一系列過程，其p－T圖像如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．a→b過程中，氣體體積增大，壓強減小
B．b→c過程中，氣體壓強不變，體積增大
C．c→a過程中，氣體壓強增大，體積變小
D．c→a過程中，氣體溫度升高，體積不變
AD
課堂練習
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4.如圖所示，一端封閉的均勻玻璃管，開口向上豎直放置，管中有兩段水銀柱封閉了兩段空氣柱，開始時V1＝2V2。現將玻璃管緩慢地均勻加熱，下列說法正確的是(　　)
A．加熱過程中，始終有V1′＝2V2′
B．加熱后V1′>2V2′
C．加熱后V1′<2V2′
D．條件不足，無法判斷
A
課堂練習
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5．(新情景題)高原地區氣壓低，水的沸點達不到100 ℃，居民煮飯時就需要用高壓鍋，利用它可以將食物加熱到100 ℃以上，它省時高效，深受消費者歡迎。(計算結果均保留三位有效數字)
課堂練習
(1)小明測得高壓鍋圓形出氣孔的直徑為4 mm，壓在出氣孔上的安全閥的質量為80 g，當高壓鍋內氣壓增大到某一值時，鍋內氣體就能自動頂開安全閥放氣，安全閥被頂起時處于平衡狀態，此時高壓鍋內部氣體的壓強是多大？(已知標準氣壓p＝1.0×105 Pa，g取10 m/s2)
答案：(1)1.63×105 Pa　
課堂練習
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(2)如果安全閥被頂起時，高壓鍋內氣體溫度為127 ℃ ，停止加熱，當鍋內氣體溫度降至107 ℃時，高壓鍋內部氣體的壓強是多大？(可近似認為高壓鍋在這一過程中氣體總量保持不變)
答案：(2)1.55×105 Pa
課堂練習

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