氣體的等容變化和等壓變化
【預習反饋】
『判一判』
（1）現實生活中，腳踏車輪胎在烈日下暴曬，車胎內氣體的變化是等容過程。（×）
（2）一定質量的氣體，等容變化時，氣體的壓強和溫度不一定成正比。（✓）
（3）氣體的溫度升高，氣體的體積一定增大。（x）
（4）一定質量的氣體，等壓變化時，體積與溫度成正比。（×）
（5）一定質量的某種氣體，在壓強不變時，其V-T圖象是過原點的直線。（✓）
【思考討論】
炎熱的夏天，給汽車輪胎充氣時，一般都不充得太足（如圖所示）；給腳踏車輪胎打氣時，也不能打得太足。這是什麼原因呢？
解：輪胎體積一定，根據查理定律可知，氣體壓強與熱力學溫度成正比，當輪胎打足氣後，溫度升高，輪胎內氣體壓強增大，車胎容易脹破。
【想一想】
我國民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，即用一個小罐，將紙燃燒後放入罐內，然後迅速將火罐開口端緊壓在人體的面板上，待火罐冷卻後，火罐就被緊緊地“吸”在面板上。你知道其中的道理嗎？
解：火罐內的氣體體積一定，冷卻後氣體的溫度降低，壓強減小，故在大氣壓作用下被“吸”在面板上。
對於一定質量的氣體，在壓強不變時，體積增大到原來的兩倍，則下列正確說法的是（B）
A。氣體的攝氏溫度升高到原來的兩倍
B。氣體的熱力學溫度升高到原來的兩倍
C。溫度每升高1K體積增加原來的1/273
D。體積的變化量與溫度的變化量成反比
例題：在冬季，剩有半瓶熱水的暖水瓶經過一個夜晚後，第二天拔瓶口的軟木塞時覺得很緊，不易拔出來。這種現象的主要原因是（D）
A。軟木塞受潮膨脹
B。瓶口因溫度降低而收縮變小
C。白天氣溫升高，大氣壓強變大
D。瓶內氣體因溫度降低而壓強減小
例題：某登山運動員在一次攀登珠穆朗瑪峰的過程中，在接近山頂時他裸露在手腕上的防水手錶的錶盤玻璃突然爆裂了，而手錶沒有受到任何撞擊，該手錶出廠時給出的引數為：27℃時表內氣體壓強為1。0×10⁵Pa（常溫下的大氣壓強值），當內、外壓強差超過6。0×10⁴Pa時錶盤玻璃將爆裂。當時登山運動員攜帶的溫度計的讀數是-21℃，表內氣體體積的變化可忽略不計。
（1）透過計算判斷手錶的錶盤玻璃是向外爆裂還是向內爆裂？
（2）當時外界的大氣壓強為多少？
例題：兩個容器A、B用截面均勻的水平玻璃管相通，如圖所示，A、B中所裝氣體溫度分別為10℃和20℃，水銀柱在管中央平衡，如果兩邊溫度都升高10℃，則水銀柱將（B）
A。向左移動
B。向右移動
C。不動
D。無法確定
【思考討論】
相傳三國時期著名的軍事家、政治家諸葛亮被司馬懿困於平陽，無法派兵出城求救。就在此關鍵時刻，諸葛亮發明了一種可以升空的訊號燈一一孔明燈，併成功進行了訊號聯絡，其後終於順利脫險，試論述孔明燈能夠升空的原理。
解：孔明燈是利用火焰的熱量使容器內的氣體等壓膨脹，使部分氣體從孔明燈內溢位，進而使孔明燈內氣體的質量減小，當大氣對孔明燈的浮力恰好等於孔明燈的重力時，即達到孔明燈升空的臨界條件，若繼續升溫，孔明燈就能升空了。
【典例剖析】
例題：我國西部地區，有一種說法：“早穿棉襖午披紗，圍坐火爐吃西瓜”，反映晝夜溫差大的自然現象。有一房間內中午溫度37°C，晚上溫度7°C，假設大氣壓強不變，求晚上房間增加空氣質量與中午房間內空氣質量之比。
方法一：收集法（
構建等壓過程，壓強相等體積就可以直接相加
）
採用假設法，假設房間體積變大而空氣總的分子數目不變，則氣體做等壓變化，根據蓋呂薩克定律定律列方程求溫度變化後的氣體體積之比，等於含有的分子質量比。
方法二：求物質的量
n=pV/RT
n₁=pV/R·310
n₂=pV/R·280
n₁/n₂=28/31
△m/m₀=3/28
例題：燈泡內充有氮氬混合氣體，如果要使燈泡內的混合氣體在500℃時的壓強不超過1atm，在20℃下充氣，燈泡內氣體的壓強至多能充到多少？
例題：如圖，
一導熱性良好的氣缸內用活塞封住一定量的氣體（不計活塞與缸壁摩擦），當溫度升高時，改變的量有（）
A。活塞高度h
B。氣缸體高度H
C。氣體壓強p
D。彈簧長度L
例題：如圖所示，某同學用封有氣體的玻璃管來測絕對零度。當容器中的水溫是30℃時，空氣柱的長度為30cm；當容器中的水溫是90℃時，空氣柱的長度為36cm。則該同學測得的絕對零度相當於（）
A。-273℃
B。-270℃
C。一268℃
D。-271℃
例題：某校外學習小組在進行實驗探討，如圖所示，在燒瓶上連著一根玻璃管，用橡皮管把它跟一個水銀壓強計連在一起，在燒瓶中封入了一定質量的理想氣體，整個燒瓶浸沒在溫水中。用這個實驗裝置來研究一定質量的氣體在體積不變時，壓強隨溫度的變化情況。開始時水銀壓強計U形管兩端水銀面一樣高，在下列幾種做法中，能使U形管左側水銀面保持原先位置（即保持瓶內氣體體積不變）的是（）
A。甲同學：把燒瓶浸在熱水中，同時把A向下移
B。乙同學：把燒瓶浸在熱水中，同時把A向上移
C。丙同學：把燒瓶浸在冷水中，同時把A向下移
D。丁同學：把燒瓶浸在冷水中，同時把A向上移
例題：如圖所示，
用橡皮帽堵住注射器前端的小孔，用活塞封閉了一部分空氣在注射器中，當把注射器豎直放入冰水混合物中後，不計摩擦，下列說法中正確的是（AD）
A。封閉氣體壓強不變
B。封閉氣體分子平均動能不變
C。封閉氣體壓強增大
D。活塞將向下移動
例題：如圖所示，
帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，其下部放入盛水的燒杯中。注射器活塞的橫截面積S＝5×10⁻⁵m²，活塞及框架的總質量m₀＝5×10⁻²kg，大氣壓強p₀＝1。0X10⁵Pa。當水溫為t₀＝13℃時，注射器內氣體的體積為5。5mL（g＝10m/s²）。
（1）向燒杯中加入熱水，穩定後測得t₁＝65℃時，氣體的體積為多大？
（2）保持水溫t₁＝65℃不變，為使氣體的體積恢復到5。5mL，則要在框架上掛質量多大的鉤碼？
例題：如圖所示，
容器A和B分別盛有氫氣和氧氣，用一段水平細玻璃管連通，管內有一段水銀柱將兩種氣體隔開。當氫氣的溫度為0℃、氧氣溫度為20℃時，水銀柱保持靜止。判斷下列情況下，水銀柱將怎樣移動？
（1）兩氣體均升高20℃；
（2）氫氣升高10℃，氧氣升高20℃；
（3）若初狀態如圖所示且氣體初溫相同，則當兩氣體均降低10℃時，水銀柱怎樣移動？
例題：如圖所示，上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置，截面積為40cm²的活塞將一定質量的氣體和一形狀不規則的固體A封閉在氣缸內。在氣缸內距缸底60cm處設有a、b兩限制裝置，使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在a、b上，缸內氣體的壓強為P₀（P₀＝1。0×10⁵Pa為大氣壓強），溫度為300K。現緩慢加熱氣缸內氣體，當溫度為330K，活塞恰好離開a、b；當溫度為360K時，活塞上升了4cm。g取10m/s²求：
（1）活塞的質量；
（2）物體A的體積。
例題：如圖所示，A氣缸中用活塞封閉有一定質量的理想氣體，溫度為27℃，活塞與氣缸底部距離為h，活塞截面積為S。氣缸中的活塞透過滑輪系統掛一重物，質量為m。若不計一切摩擦，當氣體的溫度升高10℃且系統穩定後，求重物m下降的高度。
