选修3-3．气体的等温变化（学案）.doc

1．气体的等温变化【问题探究】【基础导学】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 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 ②检验：以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把以上各组数据在坐标系中描点，如图所示．观察各点的位置关系，若各点位于过原点的同一直线上，说明压强跟体积的倒数成 ，即p∝，也就是说压强p与体积V成 ．若各点不在同一直线上，再尝试其他关系．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．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t1

二、对玻意耳定律的理解1．成立条件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是实验定律．只有在气体质量一定、温度不变的条件下才成立．2．恒量的定义：p1V1＝p2V2＝恒量C，该恒量C与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体温度越高，该恒量C越大．3．等温变化的图象(1)p－V图象：一定质量的气体发生等温变化时的p－V图象如图所示，图象为双曲线的一支．①图线反映了在等温情况下，一定质量的气体的压强与体积成反比的规律②图象上的点，代表的是一定质量气体的一个状态③一定质量的气体在不同温度下的等温线是不同的．如图所示的两条等温线，分别是一定质量的气体在较低温度T1和较高温度T2时的等温线．气体的温度越高，它的等温线越远离两坐标轴．即T1＜T22)p－图：一定质量的气体，温度不变时，pV＝恒量，p与V成反比，p与就成正比，在p－图上的等温线应是过原点的直线，直线的斜率即为p与V的乘积，斜率越大，pV乘积越大，温度就越高，如图T2＞T1示例2、下列图中，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，各图中正确描述一定质量的气体不是等温变化的是( )〔思考与讨论〕——教材P20图中有两条等温线，你能判断哪条等温线表示的是温度比较高时的情形吗？你是根据什么理由做出判断的？【典例精析】例1、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39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。

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2cm，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＝76cmHg)变式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＝5cm，空气柱长l＝45cm，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75cmHg 产生的压强)例2、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＞T2D．由图可知T1＜T2变式2、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【随堂演练】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3．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＝5L时，气体的压强p1＝________Pa；当气体的体积V2＝10L时，气体的压强p2＝________Pa；当气体的体积V3＝15L时，气体的压强p3＝________Pa。

5．粗细均匀的玻璃棒，封闭一端长为12cm.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2cm，求人潜入水中的深度．(取水面上大气压强为p0＝1.0×105Pa，g＝10m/s2)【课后训练】一、选择题1．一个气泡由湖面下20 m深处上升到湖面下10 m深处，它的体积约变为原来体积的(温度不变)( )A．3倍 B．2倍C．1.5倍 D．0.7倍2．如图所示，在一端封闭的玻璃管中，用一段水银将管内气体与外界隔绝，管口向下放置，若将管倾斜，待稳定后则呈现的物理现象是( )A．封闭端内气体的压强增大 B．封闭端内气体的压强减小C．封闭端内气体的压强不变 D．封闭端内气体的体积减小3．如图为一定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的有(　　)A．tA＝tB B．tB＝tCC．tC＞tA D．tD＞tA4．放飞的氢气球上升到一定高度会胀破，是因为( )A．球内氢气温度升高 B．球内氢气压强增大C．球外空气压强减小 D．以上说法均不正确5．如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M.通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封有一定质量的气体．缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S.大气压强为p0.则封闭气体的压强为( )A．p＝p0＋mg/S B．p＝p0＋(M＋m)g/SC．p＝p0－Mg/S D．p＝mg/S6．氧气瓶在储存过程中，由于密封不严，出现缓慢漏气，其瓶内氧气的压强和体积变化如图中A到B所示，则瓶内氧气的温度(设环境温度不变)( )A．一直升高 B．一直下降C．先升高后降低 D．不变7．用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次能把体积为V0，压强为p0的空气打入容器内，若容器内原有空气的压强为p，打气过程中温度不变，则打了n次后容器内气体的压强为(　　)A. B．p0＋np0C．p＋n D．p0＋n·p08．如图所示，有一压力锅，锅盖上的排气孔截面积约为7.0×10－6 m2，限压阀重为0.7 N．使用该压力锅对水消毒，根据下列水的沸点与气压关系的表格，分析可知压力锅内的最高水温约为(大气压强为1.01×105 Pa)(　　)p(×105 Pa)1.011.431.541.631.731.821.912.012.122.21t(℃)100110112114116118120122124126A.100 ℃ B．112 ℃C．122 ℃ D．124 ℃9．容积V＝20 L的钢瓶充满氧气后，压强为p＝30个大气压，打开钢瓶盖阀门，让氧气分别装到容积为V0＝5 L的小瓶子中去，若小瓶子已抽成真空，分装到小瓶子中的氧气压强均为p0＝2个大气压，在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可装的瓶数是(　　)A．4瓶 B．50瓶C．56瓶 D．60瓶二、非选择题10.如图所示，为医院用于静脉滴注的装置示意图，倒置的输液瓶上方有一气室A，密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中a管与大气相通，b管为输液软管，中间又有一气室B，而其c端则通过针头接人体静脉．(1)若气室A、B中气体的压强分别为pA、pB则它们与外界大气压强p0间的大小关系应为________；(2)当输液瓶的悬挂高度与输液软管内径确定时，药液滴注的速度________．(填“越滴越快”、“越滴越慢”或“恒定不变”)11．在“探究气体等温变化的规律”实验中，封闭的空气如图所示，U型管粗细均匀，右端开口，已知外界大气压为76 cm汞柱高，图中给出了气体的两个不同的状态．(1)实验时甲图气体的压强为________cm汞柱高；乙图气体压强为________cm汞柱高．(2)实验时某同学认为管子的横截面积S可不用测量，这一观点正确吗？________(选填“正确”或“错误”)．(3)数据测量完后在用图象法处理数据时，某同学以压强p为纵坐标，以体积V(或空气柱长度)为横坐标来作图，你认为他这样做能方便地看出p与V间的关系吗？12．如图所示，密闭圆筒的中央有一个活塞，活塞两边封闭着两部分气体，它们的压强都是750 mmHg.现在用力把活塞向右移动，使活塞右边气体的体积变为原来的一半，那么活塞两边的压强差为多大？(假定气体温度不变)1。