《高二物理备课导学案（人教版2019选择性必修第三册）》2.3气体的等压变化和等容变化（解析版）

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第 3 节　气体的等压变化和等容变化
【知识梳理与方法突破】
一、气体的等压变化
1．盖—吕萨克定律的适用范围
压强不太大，温度不太低。原因同查理定律。
2．公式变式
由＝得＝，
所以 Δ
V
＝
V
1，Δ
T
＝
T
1，
3．等压线
(1)
VT
图像
①意义：反映了一定质量的气体在等压变化中体积与热力学温度
T
成正比的关系。
②图像：过原点的倾斜直线。
③特点：斜率越大，压强越小。
(2)
Vt
图像
①意义：反映了一定质量的气体在等压变化中体积与摄氏温度
t
成线性关系。
②图像：倾斜直线，延长线与
t
轴交点为－273.15 ℃。
③特点：连接图像中的某点与(－273.15 ℃，0)，连线的斜率越大，压强越小。
【例 1】一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度为 0℃时，其体积为 ，当温度升高为 时，
体积为 V，那么每升高 1℃增大的体积等于（　　）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】由等压变化可得 则每升高 1℃增大的体积 故选 A。
【针对训练 1】图示为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象，下列关于这两个图象的说法正确是（
）
A．甲是等容线，乙是等压线
B．乙图中 线与 t轴交点对应的温度是 273.15℃，而甲图中 线与 t轴的交点不一定是 273.15℃
C．由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是 P与t成直线关系
D．乙图表明温度每升高 1℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变
【答案】D
【详解】A．由查理定律 p=CT=C(t＋273.15)及盖—吕萨克定律 V=CT=C(t＋273.15)
可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故 A错误；
B．由“外推法”可知两种图线的反向延长线与 t轴的交点温度为-273.15℃，即热力学温度的 0K，故 B错
误；
C．查理定律及盖—吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的，当
压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，即一定质量的气体，不是在任何情况下都是 P与t成直线
关系，故 C错误；
D．由于图线是直线，乙图表明温度每升高 1℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变，故 D
正确。故选 D。
二、气体的等容变化
1．查理定律的适用条件
压强不太大，温度不太低的情况。当温度较低，压强较大时，气体会液化，定律不再适用。
2．公式变式
由＝得＝或 Δ
p
＝
p
1，Δ
T
＝
T
1。
3．等容线
(1)
p
T
图像
①意义：反映了一定质量的气体在等容变化中，压强
p
与热力学温度
T
成正比的关系。
②图像：过原点的倾斜直线。
③特点：斜率越大，体积越小。
(2)
pt
图像
①意义：反映了一定质量的气体在等容变化中，压强
p
与摄氏温度
t
的线性关系。
②图像：倾斜直线，延长线与
t
轴交点为－273.15 ℃。
③特点：连接图像中的某点与(－273.15 ℃，0)连线的斜率越大，体积越小。
【例 2】对封闭在氧气筒内的氧气，当它的温度从 20℃升高到 40℃时，它的压强（　　）
A．变为原来的 2倍B．变为原来的 倍
C．增加了 0℃压强的 倍 D．增加了原来压强的 倍
【答案】C
【详解】ABD．氧气筒内的氧气是等容变化，温度从 20℃升高到 40℃时，由查理定律则有
解得 ，ABD 错误；
C．氧气筒内的氧气是等容变化，温度从 0℃升高到 40℃时，由查理定律则有
解得 ，C正确。故选 C。
【针对训练 2】一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是 （
　　
）
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