人教版高中物理选修3课件第8章 气体-1气体的等温变化 44页

§1．气体的等温变化 § 一、玻意耳定律 § 1．气体状态参量 § 气体的三个状态参量为 、 、 ． § 2．实验探究 § (1)实验装置：如图所示，实验的研究对象是 ． 温度 体积 压强 气体 被封闭的 § (2)实验数据收集 § 空气柱的压强p可以从 上读出，空气 柱的长度L可以从注射器两侧的 上读出， 则空气柱的体积为长度L与横截面积S的乘积， 即V＝LS. § 用手把柱塞向下压或向上拉，读出若干组 § 与 的值． § (3)实验数据处理 § ①猜想：由实验观察及记录数据可知，空气柱 的体积越小，其压强就 ，空气柱的压强 与体积可能成 ． 压力表 压强p体积V 越大 反比 刻度 反比 正比 § 3．玻意耳定律 § (1)内容：一定 的气体，在温度保持不变时， 它的压强和体积成反比；或者说，压强和体积 的乘积保持 ．此即玻意耳定律． § (2)数学表达式：pV＝C(常量)或p1V1＝p2V2. § (3)适用条件： § ①气体质量不变、温度不变； § ②气体温度不太低、压强不太大． 不变 质量 § 二、气体等温变化的p－V图象 § 1．p－V图象 § 一定质量的理想气体的p－V图象如图甲所 示，图线为双曲线的一支，且温度t1T1，因为玻 意耳定律pV＝C(恒量)，其中恒量C随气体温 度的升高而增大，温度越高，恒量C越大，等 温线(双曲线的一支)离坐标轴越远，所以 T2>T1. § 如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端 开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为 39 cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长 为40 cm.先将B端封闭，再将左管竖直插入水 银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内 水银面比中管内水银面高2 cm，求： § (1)稳定后右管内的气体压强p； § (2)左管气柱的长度l′.(大气压强p0＝76 cmHg) § 答案：　(1)78 cmHg　(2)38 cm § 【反思总结】　利用玻意耳定律解题的基本思 路 § (1)明确研究对象，根据题意确定所研究的是 哪部分封闭气体，注意其质量和温度应不变． § (2)明确状态参量，找准所研究气体初、末状 态的p、V值． § (3)根据玻意耳定律列方程求解． § 【跟踪发散】　1－1：一端封闭的玻璃管开口 向下插入水银槽内，如图所示，管内水银柱比 槽内水银面高h＝5 cm，空气柱长l＝45 cm， 要使管内、外水银面相平．求： § (1)应如何移动玻璃管？ § (2)此刻管内空气柱长度为多少？(设此时大气 压相当于75 cmHg 产生的压强) § 答案：　(1)向下　(2)42 cm § 如图所示，为一定质量的气体在不同温 度下的两条等温线，则下列说法正确的是(　 　) § A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发 生等温变化时，其压强与体积成反比 § B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线 是不同的 § C．由图可知T1＞T2 § D．由图可知T1＜T2 § 解析：　根据等温图线的物理意义可知A、 B选项都对，气体的温度越高时，等温图线 的位置就越高，所以C错，D对．答案为A、 B、D. § 答案：　ABD § 【跟踪发散】　2－1：如图所示是某气体状态 变化的p－V图象，则下列说法中正确的是(　 　) § A．气体作的是等温变化 § B．从A至B气体的压强一直减小 § C．从A至B气体的体积一直增大 § D．气体的三个状态参量一直都在变 § 解析：　一定质量的气体的等温过程的p－V 图象即等温曲线是双曲线，显然图中所示AB 图线不是等温线，AB过程不是等温变化，A选 项不正确． § 从AB图线可知气体从A状态变为B状态的过程 中，压强p在逐渐减小，体积V在不断增大， 则B、C选项正确． § 又该过程不是等温过程，所以气体的三个状态 参量一直都在变化，D选项正确． § 答案：　BCD § 1．一定质量的气体，在等温变化过程中，下 列物理量发生变化的是(　　) § A．分子的平均速率　　　 B．单位体积内 的分子数 § C．气体的压强 D．分子总数 § 解析：　一定质量的气体，温度不变，因此分 子的总数及平均速率都是不变的，但压强与体 积要发生变化使单位体积的分子数发生变化， 故选BC. § 答案：　BC § 2．如图所示，D→A→B→C表示一定质量的 某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正 确的是(　　) § A．D→A是一个等温过程 § B．A→B是一个等温过程 § C．A与B的状态参量相同 § D．B→C体积减小，压强减小，温度不变 § 解析：　D→A是一个等温过程，A对；A、 B两状态温度不同，A→B是一个等容过程 (体积不变)，B、C错；B→C，V增大，p减 小，T不变，D错． § 答案：　A § 3．(2010·广东卷)如图所示，某种自动洗衣机 进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质 量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压 力，从而控制进水量．设温度不变，洗衣缸内 水位升高，则细管中被封闭的空气(　　) § A．体积不变，压强变小 B．体积变小， 压强变大 § C．体积不变，压强变大 D．体积变小， 压强变小 § 解析：　当洗衣缸水位升高时，封闭空气 的压强增大．因温度不变，由玻意耳定律 可知体积一定减小，故选B. § 答案：　B § 4．一定质量的理想气体经历一等温膨胀过 程，这一过程可以用p－V图上的曲线来表 示，如图所示．由此可知，当气体的体积 V1＝5 L时，气体的压强p1＝________Pa； 当气体的体积V2＝10 L时，气体的压强p2 ＝________Pa；当气体的体积V3＝15 L时， 气体的压强p3＝________Pa. § 解析：　p1、p3可直接从p－V图中读出， 分别为p1＝3×105 Pa、p3＝1.0×105 Pa.由 于A→B过程为等温变化，由玻意耳定律可 得p1V1＝p2V2，p1＝3×105 Pa，V1＝5 L， V2＝10 L，即3×105×5＝p2×10，p2＝ 1.5×105 Pa. § 答案：　3×105　1.5×105　1×105 § 5．粗细均匀的玻璃棒，封闭一端长为12 cm. 一个人手持玻璃管开口向下潜入水中，当潜到 水下某深度时看到水进入玻璃管口2 cm，求人 潜入水中的深度．(取水面上大气压强为p0＝ 1.0×105 Pa，g＝10 m/s2) § 解析：　确定研究对象为被封闭的一部分气体， 玻璃管下潜的过程中气体的状态变化可视为等 温过程． § 设潜入水下的深度为h，玻璃管的横截面积为S， 气体的初末状态参量分别为 § 答案：　2 m