气体的等容变化和等压变化
——查理定律、盖·吕萨克定律
1.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，压强随温度的变化叫做等容变化。
2.查理定律：一定质量的某种气体，当体积不变时，各种气体的压强p与温度之间都有线性关系，如图所示，我们把它叫做查理定律.
注：B点纵坐标是0摄氏度的压强，并非大气压。
3.热力学温标的建立：
建立背景：由查理定律中压强p与与摄氏温度t的变化关系图甲可以看出，在等容过程中，压强跟摄氏温度是一次函数关系，而不是简单的正比例关系。
如果把该图的AB直线延长至与横轴相交，把交点当做坐标原点，建立新的坐标系(图乙)此时压强与温度的关系就是正比例关系了。图乙坐标原点的意义“气体压强为零时其温度为零”，由此可见，为了使一定质量的气体在体积不变的情况下，压强与体积成正比，只需要建立一种新的温标就可以了。
在现实中通过对大量的“压强不太大(相对标准大气压)，温度不太低(相对于室温)”的各种不同气体做等容变化的实验数据可以证明“一定质量的气体压在强不太大，温度不太低时，坐标原点代表的温度就是热力学温度的零度，这就是热力学温度零点的物理意义。由此可见：热力学的零点就规定为气体压强为零的温度。
在建立热力学温标之前，人们已经建立了华氏、摄氏温标，但这些温标都是与测温物质的热学性质有关，当采用不同的测温物质去测量同一温度时会产生一定差异，这种差异是不能克服的。而由热力学温标的建立可知：热力学温度是在摄氏温度的基础上建立起来的，零点的确定与测温物质无关，因此热力学温标是一种更为简便科学的理论的温标，它的零度不可能达到。又叫绝对零度。
4、查理定律的热力学温标描述：——查理定律：
(1).查理定律：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：
注：这里的C和玻意耳定律表达式中的C都泛指比例常数，它们并不相等。这里的C与气体的种类、质量和压强有关。
东慧有公-优软b54b智途件升科网限技元司学8bd5广 (3).图像表述——等容线
等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系p-T在直角坐标系中的图象叫做等容线.
①在P-T图线中，一定质量某种气体的等容线是一条反向延长线通过坐标原点的直线。
②图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状态的体积相同.不在同一条等容线上点的体积与该条线上的体积一定不同。
③通过控制变量法，做出垂直于温度的等温线，如图所示。根据等温规律知质量相同的同种气体，压强大的体积小，可得 V2<V1。进而可得不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小，由此可见：等压线的斜率表示体积的倒数。
(4)成立条件及适用范围：
成立条件：质量不变，体积不变
适用范围：压强不太大，温度不太低
(5)注意事项：
①查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的.
②在p/T=C中的C与气体的种类、质量、体积有关.
注意：p与热力学温度T成正比，不与摄氏温度成正比，但压强的变化p与摄氏温度t的变化成正比.
一定质量的气体在等容时，升高(或降低)相同的温度，所增加(或减小)的压强是相同的.
③解题时前后两状态压强的单位要相同，温度必须取国际单位制单位开尔文(K)
5、查理定律的摄氏温标描述：
对比查理定律分别以热力学温标和摄氏温标为温度单位的等容线，根据以摄氏温标为温度单位的等容线的特点，描述出查理定律的摄氏温标描述
升-有司慧网公西优科件元技广08f0505c东软b54b智afa9途学8bd5限 不同点：摄氏温度的00C时的压强不是0，而热力学温标的0k时的压强为0 Pa，这个0 Pa可以看作由摄氏0度的压强值降低了273度后而得到的。
摄氏温标描述：
(1).文字描述：一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高(或a降低) 1℃，增加(或减少)的压强等于它0℃时压强的1/273.
(2).表达式：
其中pt是温度为t时的压强，p0是0 ℃时的压强.
(3).图像：
6、查理定律的微观解释
一定质量(m)的气体的总分子数(N)是一定的，体积(V)保持不变时，其单位体积内的分子数(n)也保持不变，当温度(T)升高时，其分子运动的平均速率(v)也增大，则气体压强(p)也增大;反之当温度(T)降低时，气体压强(p)也减小。
7、应用
①汽车、拖拉机里的内燃机，就是利用气体温度急剧升高后压强增大的原理，推动气缸内的活塞做功.
②打足了气的车胎在阳光下曝晒会胀破
③水瓶塞子会迸出来.
气体的等压变化
1、等压变化：一定质量的某种气体，在压强保持不变时, 体积随温度的变化叫做等压变化。
2、盖·吕萨克定律：
(1)文字描述：一定质量的某种气体,在压强p不变的情况下, 其体积V与热力学温度T成正比.
(2)公式：
注：这里的C与气体的种类、质量和体积有关。
(3)图像表述——等压线
网途9f76981769e4c65b4470软b54b智afa9技公西得量件优广08f0505c智-司习学8bd54891元科41a4慧4518习东西限88da有升
等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V跟热力学温度T的正比关系V-T在直角坐标系中的图象叫做等压线.
图像特点：
①一定质量气体的等压线的V-T图象，是一条反向延长线经过坐标原点的直线，其斜率反映压强大小.
②图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等压线上各状态的压强相同.不在同一条等压线上点的压强与该条线上的压强一定不同。
③通过控制变量法做垂直于横轴的等温线，如图所示，根据等温规律对质量相同的同种气体 体积大的压强小可得p2<p1。由此可看出不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小， 可见：等压线的斜率表示压强的倒数。
(4)成立条件及适用范围：
成立条件：质量不变，压强不变
适用范围：压强不太大，温度不太低
(5)注意事项：
①盖·吕萨克定律是实验定律，由法国科学家盖·吕萨克通过实验发现的.
②在 V/T=C 中的C与气体的种类、质量、压强有关.
③ 一定质量的气体发生等压变化时，升高(或降低)相同的温度，增加(或减小)的体积是相同的.
④温度单位必须转化成热力学温度的单位;解题时前后两状态的体积单位要统一.
6.盖·吕萨克定律也同样有摄氏温标描述.
(1)文字：一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度每升高(或降低) 1℃，增加(或减少)的体积等于它0℃时体积的1/273.
元是-东西有科41a4限88da广08f0505c智公西得量慧4518习件65c76f2f途9f76981769e4c65b4470升优10a4学8bd54891学司习0325技网智软b54b智afa9
(3)盖-吕萨克定律的微观解释
一定质量(m)的理想气体的总分子数(N)是一定的，要保持压强(p)不变，当温度(T)升高时，全体分子运动的平均速率V会增加，那么单位体积内的分子数(n)一定要减小(否则压强不可能不变)，因此气体体积一定增大;反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小。
习题演练
1. (2008年上海) 如图所示, 两端开口的弯管, 左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则( )
A 弯管左管内外水银面的高度差为h
B 若把弯管向上移动少许, 则管内气体体积增大
C 若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升
D 若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升
2. 如图，水平放置的汽缸内壁光滑，一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分，两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热。开始时，A气体的体积是B的一半，A气体的温度是17ºC，B气体的温度是27ºC，活塞静止。现缓慢加热汽缸内气体， 使A、B两部分气体的温度都升高10ºC，在此过程中活塞向哪个方向移动?
习题解析
1. ACD
封闭在弯管里面气体的压强处处相等，按右边计算为p=p0+ph,按左边计算p=p0+px，两次计算气体压强相等，故左管内外水银面高度差x也为h，A对;弯管上下移动，根据按右边计算压强的方程可知：封闭气体压强不变，再加上温度不变，则体积一定也不变，故B错C对;环境温度升高，封闭气体体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升，D对。
2.
设想先保持A、B的体积不变, 当温度分别升高10ºC时,
对A有
科41a4方元是西b62d优10a4广08f0505c智途9f76981769e4c65b447099c1学司习0325网智慧4518习高bd9b37f0技限88da升有bc9196da东西软b54b智afa9习件65c76f2f学8bd54891学费-00ef公西得量 同理，对B有
由于pA=pB，
所以pA'>pB' 故活塞向右移动。