第3節(jié) 氣體的等壓變化和等容變化
一、新課標(biāo)要求
1.掌握蓋-呂薩克定律和查理定律的內(nèi)容、表達(dá)式及適用條件。
2.會(huì)用氣體變化規(guī)律解決實(shí)際問題。
3.理解p?T圖像與V?T圖像的物理意義。
4.了解理想氣體的模型,并知道實(shí)際氣體看成理想氣體的條件。
5.掌握理想氣體狀態(tài)方程的內(nèi)容和表達(dá)式,并能應(yīng)用方程解決實(shí)際問題。
6.能用分子動(dòng)理論解釋三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律。
二、科學(xué)素養(yǎng)要求
1.物理觀念：知道氣體的等壓變化、等容變化、理想氣體的概念，知道氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋。
2.科學(xué)思維：掌握蓋-呂薩克定律、查理定律的內(nèi)容、公式及應(yīng)用，理解理想氣體的狀態(tài)方程并能利用其解決實(shí)際問題。
3.科學(xué)探究：理解并會(huì)推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程，養(yǎng)成推理論證嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的習(xí)慣，在解釋氣體實(shí)驗(yàn)定律中提高分析能力。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過對(duì)定律的理解及應(yīng)用，學(xué)會(huì)探索科學(xué)規(guī)律的方法，堅(jiān)持實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。
三、教材研習(xí)
要點(diǎn)一、蓋-呂薩克定律
一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積V與熱力學(xué)溫度T成正比①。
要點(diǎn)二、查理定律
一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比②。
【自主思考】
①如圖所示，用水銀柱封閉了一定量的氣體，慢慢給封閉氣體加熱，能看到什么現(xiàn)象？封閉的氣體發(fā)生的是什么變化？
②盛有半杯熱水的水杯，擰上杯蓋放置一段時(shí)間后，杯蓋很難打開，這是為什么？
四、名師點(diǎn)睛
1.蓋-呂薩克定律的理解
（1）公式：V=CT或V1T1=V2T2。
（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，氣體壓強(qiáng)不變。
（3）等壓變化的圖像：p一定時(shí)，在V?T圖像中，等壓線是一條延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，直線的斜率越大，壓強(qiáng)越小，如圖甲所示。在V?t圖像中，等壓線與t軸的交點(diǎn)總是?273.15℃，等壓線是一條傾斜的直線，縱截距表示0℃時(shí)氣體的體積，如圖乙所示。
2.查理定律的理解
（1）公式：p=CT或p1T1=p2T2。
（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，氣體體積不變。
（3）等容變化的圖像：V一定時(shí)，在p?T圖像中，等容線為一條延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，直線的斜率越小，體積越大，如圖丙所示。在p?t圖像中，等容線與t軸的交點(diǎn)是?273.15℃，等容線是一條傾斜的直線，縱截距表示氣體在0℃時(shí)的壓強(qiáng)，如圖丁所示。
五、互動(dòng)探究
探究點(diǎn)一、氣體的等壓變化
情境探究
1.圖中封閉著溫度為100℃的空氣，一重物用繩索經(jīng)滑輪跟汽缸中活塞相連接，重物和活塞都處于平衡狀態(tài)，這時(shí)活塞離汽缸底的高度為10 cm，如果缸內(nèi)空氣溫度緩慢降至0℃。
（1）在變化過程中氣體發(fā)生的是什么變化？
（2）此時(shí)活塞到缸底的距離是多大？
探究歸納
1.蓋-呂薩克定律的推論
（1）公式推導(dǎo)：由V1T1=V1+ΔVT1+ΔT得，V1T1=ΔVΔT（或ΔV=ΔTT1V1，ΔT=ΔVV1T1）。
（2）意義：表示一定質(zhì)量的某種氣體從初狀態(tài)(V1、T1)開始發(fā)生等壓變化，其體積的變化量ΔV與溫度的變化量ΔT成正比。
2.蓋-呂薩克定律在攝氏溫標(biāo)下的表述
一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度每升高（或降低）1℃，增大（或減?。┑捏w積等于它在0℃時(shí)體積的1273，數(shù)學(xué)表達(dá)式為Vt?V0t=V0273或Vt=V0(1+t273)。
3.V?T圖像和V?t圖像
（1）V?T圖像：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，氣體的體積V和熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線，如圖甲所示，且p1

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3 氣體的等壓變化和等容變化

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修 第三冊(cè)

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