《人教版物理选修3-3知识点突破》8.2 气体的等容变化和等压变化（原卷版）

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8.2 气体的等容变化和等压变化

学习目标

1．了解气体的等容变化、查理定律。

2．了解气体的等压变化、盖·吕萨克定律。

重点：1．理解 p

－

T图象和 V

－

T图象的物理意义。

2．会用查理定律和盖—吕萨克定律解决问题。

难点：1．会用查理定律和盖—吕萨克定律解决问题。

2．掌握液柱移动问题。

知识点一、气体的等容变化

1．等容变化：一定质量的气体在体积不变时压强随问题的变化。

2．查理定律

（1）内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强 p与热力学温度 T成正比。

（2）表达式：p

＝

CT 或＝C或

=p2

或

=T1

。

（3）图象：等容过程的 p－T和p－t图象

说明：①等容变化的 p－T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

率越小。

② 等容变化的 p－t图象是延长线过横轴－273.15℃的倾斜直线，如图乙所示，且斜率越大，体积越小，

图象纵轴的截距 p0为气体在 0℃时的压强。

（4）适用条件：①气体的质量不变。②气体的体积不变。

3．利用查理定律解题的一般步骤：（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。

（3）确定初、末两个状态的温度、压强或温度、体积。

（4）按查理定律公式列式求解。

（5）分析检验求解结果。

【题 1】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

－40℃～90℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过 3.5atm，最低胎压不低于

1.6atm，那么 t＝20℃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）

【题 2】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

1.0×105Pa（常温下的大气压强值），当内外压强差超过 6.0×104Pa 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？

【题 3】有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡A内封有一定量气体，与 A相连的B管

插在水槽中，管内水银面的高度 x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。

设B管的体积与 A玻璃泡的体积相比可忽略不计．在 1标准大气压下对 B管进行温度刻度（1标准大气压

相当于 76 cmHg 的压强，等于 101 kPa）。已知当温度 t1＝27 ℃时，管内水银面高度 x1＝16 cm，此高度即

为27 ℃的刻度线，问 t＝0 ℃的刻度线在何处。

【题 4】用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常

用的可乐易拉罐容积 V＝355 mL。假设在室温（17 ℃）罐内装有0.9V的饮料，剩余空间充满CO2气体，

气体压强为 1 atm。若易拉罐承受的压强为 1.2 atm，则保存温度不能超过多少？

知识点二、气体的等压变化

1．等压变化：一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积随温度的变化。

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