第二章　专题强化2　理想气体图像问题　液柱移动问题（课件 学案 练习，共3份）教科版（2019）选择性必修第三册

专题强化2　理想气体图像问题　液柱移动问题 ［学习目标］　1.会利用图像对气体状态、状态变化及规律进行分析，并应用于解决气体状态变化问题(重点)。2.学会应用假设法分析液柱(或活塞)的移动问题(难点)。 一、理想气体的图像问题 名称 图像 特点 其他图像 等 温 线 p-V pV=CT(C为常量)，即p与V的乘积越大的等温线对应的温度越高，离原点越远 p- p=，斜率k=CT，即斜率越大，对应的温度越高 等 容 线 p- T p=T，斜率k=，即斜率越大，对应的体积越小 等 压 线 V-T V=T，斜率k=，即斜率越大，对应的压强越小 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 例1　(2023·江西省乐平中学高二期末)如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断不正确的是(　　) A.A→B过程温度升高，压强不变 B.B→C过程体积不变，压强变小 C.B→C过程体积不变，压强不变 D.C→D过程体积变小，压强变大 例2　(2023·清远市第二中学周测)一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图所示，p-T和V-T图像各记录了其部分变化过程，求： (1)温度为600 K时气体的压强； (2)在p-T图像上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整。 图像转换问题的分析方法： (1)准确理解p-V图像、p-T图像和V-T图像的特点、函数关系和物理意义。 (2)知道图线上的某一个点表示的是一定质量气体的一个平衡状态，知道其状态参量：p、V、T。 (3)知道图线上的某一线段表示的是一定质量的气体由一个平衡状态(p、V、T)转化到另一个平衡状态(p'、V'、T')的过程，并能判断出该过程是否是等温过程、等容过程或等压过程。 (4)从图像中的某一点(平衡状态)的状态参量开始，根据不同的变化过程，先用相对应的规律计算出下一点(平衡状态)的状态参量，再逐一分析计算出各点的p、V、T。 (5)根据计算结果在图像中描点、连线，作出一个新的图线，并根据相应的规律逐一检查是否有误。 二、液柱移动问题 如图所示，在两端封闭的玻璃管中间用水银柱将其分成体积相等的左右两部分，并充入温度相同的气体，若把气体缓缓升高相同的温度(保持管水平不动)，然后保持恒温，则： (1)水银柱如何移动？ (2)若气体B初始温度高，把气体缓缓升高相同的温度，然后保持恒温，则水银柱又如何移动？ 分析液柱(或活塞)移动问题常使用假设推理法：根据题设条件，假设液柱不动，运用相应的物理规律及有关知识进行推理。 常用推论有两个： (1)等容变化规律的分比形式：=或Δp=p。 (2)等压变化规律的分比形式：=或ΔV=V。 例3　如图所示，两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着温度相同的空气，空气柱长度H1>H2，水银柱长度h1>h2，现使封闭气柱升高相同的温度(外界大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是(　　) A.均向上移动，B中水银柱移动较多 B.均向上移动，A中水银柱移动较多 C.均向下移动，B中水银柱移动较多 D.均向上移动，两管中水银柱移动情况相同 答案精析 一、 例1　C　［V-T图像中，A与B的连线是一条过原点的倾斜直线，为等压线，则A→B过程温度升高，压强不变，故A正确；由图像可知，B→C过程，体积不变，温度降低，根据=C，可知压强变小，故B正确，C错误；由图像可知，C→D过程，温度不变，体积变小，根据pV=C，可知压强变大，故D正确。］ 例2　(1)1.25×105 Pa　(2)见解析 解析　(1)气体从400 K升高到600 K的过程，已知p1=1.0×105 Pa，V1=2.5 m3，T1=400 K，V2=3 m3，T2=600 K，由理想气体状态方程有=， 得p2==1.25×105 Pa。 (2)气体从T1=400 K升高到T3=500 K，经历了等容变化，由气体等容变化规律=，得气体压强p3=1.25×105 Pa，气体从T3=500 K变化到T2=600 K，经历了等压变化，画出两段线段如图。 ... ...