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1、1气体的等温变化学习目标1.理解一定质量的气体，在温度不变的情况下压强与体积的关系(重点) 2. 会通过实验的方法研究问题，探究物理规律，学习用电子表格与图象对实验数据进行处理与分析，体验科学探究过程(重点)3.理解气体等温变化的pV图象的物理意义(重点)4.会用玻意耳定律计算有关的问题(难点)知识点一实验：探究气体等温变化的规律1三个状态参量研究气体的性质，用压强、体积、温度等物理量描述气体的状态描述气体状态的这几个物理量叫做气体的状态参量矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔朧碍鳝绢懣硯涛镕頃赎巯驂雞虯从躜鞯烧。2实验探究实验器材：铁架台、注射器、橡胶塞、压力表(压强表)等注射器下端用橡胶塞密封，上端用
2、活塞封闭一段空气柱，这段空气柱是我们的研究对象聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測樅锯鳗鲮詣鋃陉蛮苎覺藍驳驂签拋敘睑绑。数据收集：空气柱的压强p由上方的压力表读出，体积V用刻度尺读出的空气柱的长度l乘气柱的横截面积S.用手把活塞向下压或向上拉，读出体积与压强的几组值残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒東戇鳖納们怿碩洒強缦骟飴顢歡窃緞駔蚂。数据处理以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标建立直角坐标系，将收集的各组数据描点作图，若图象是过原点的直线，说明压强跟体积的倒数成正比，也就说明压强跟体积成反比酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭钯詢鳕驄粪讳鱸况閫硯浈颡閿审詔頃緯贾。3等温变化一定质量的某种气体，在温度不变时其压强随体积的变化
3、而变化，把这种变化叫做等温变化思考若实验数据呈现气体体积减小，压强增大的特点能否断定压强与体积成反比？【提示】不能，也可能压强p与体积V的二次方(三次方)或与成反比，只有作出p图线是直线，才能判定p与V成反比彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔肤亿鳔简闷鼋缔鋃耧泞蹤頓鍥義锥柽鳗铟。判断1利用压强、体积和温度可以描述气体的状态()2一定质量的气体，其温度、压强不变，只有体积变化是可能的()3一定质量的气体，温度、压强、体积可以都发生变化()知识点二玻意耳定律1内容一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比即pV常量或p1V1p2V2.其中p1、V1和p2、V2分别表示气体在1、2两个不同状
4、态下的压强和体积謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍杂篓鳐驱數硯侖葒屜懣勻雏鉚預齒贡缢颔。2研究对象一定质量的气体，且这一部分气体保持温度不变3气体等温变化的pV图象一定质量的气体发生等温变化时的pV图象如图811所示，图线的形状为双曲线由于它描述的是温度不变时的pV关系，因此称它为等温线一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的思考如图812，是一定质量的气体不同温度下的两条等温线，如何判断T1、T2的高低？【提示】作压强轴的平行线，与两条等温线分别交于两点，两交点处气体的体积相等，则对应压强大的等温线温度高，即T1T2.厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩龔长鳏檷譴鋃蠻櫓鑷圣绋閼遞钆悵囅为鹬。判断1一定质量的气体
5、压强跟体积成反比()2一定质量的气体在温度不变时，压强跟体积成反比()考点一气体压强的计算方法(深化理解)1系统处于静止或匀速直线运动状态时，求封闭气体的压强(1)连通器原理：在连通器中，同一液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强是相等的(2)在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强pgh时，应特别注意h是表示液面间竖直高度，不一定是液柱长度茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐鈞摟鳎饗则怿唤倀缀倉長闱踐識着純榮詠。(3)求由液体封闭的气体压强，应选择最低液面列平衡方程(4)求由固体封闭(如汽缸或活塞封闭)的气体压强，应对此固体(如汽缸或活塞)进行受力分析，列出力的平衡方程鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘聾諦鳍
6、皑绲讳谧铖處騮戔鏡謾维覦門剛慘。2容器加速运动时，求封闭气体的压强(1)当容器加速运动时，通常选择与气体相关联的液柱、固体活塞等作为研究对象，进行受力分析，画出分析图示籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞曉养鳌顿顾鼋徹脸鋪闳讧锷詔濾铩择觎測。(2)根据牛顿第二定律列出方程(3)结合相关原理解方程，求出封闭气体的压强(4)根据实际情况进行讨论，得出结论【例题1】如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为，圆板的质量为m，不计圆板与容器内壁的摩擦若大气压强为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强等于()預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥龅绌鳆現檳硯遙
7、枨纾釕鴨鋃蠟总鴯询喽箋。A.B.渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇絨钞陉鳅陸蹕銻桢龕嚌谮爺铰苧芻鞏東誶葦。Cp0Dp0【答案】D【规律总结】封闭气体压强的求解方法1容器静止或匀速运动时封闭气体压强的计算：(1)取等压面法根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面由两侧压强相等列方程求解压强(2)力平衡法选与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行受力分析，由F合0列式求气体压强2容器加速运动时封闭气体压强的计算：当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱、汽缸或活塞为研究对象，并对其进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡缝勵罴楓鳄烛员怿镀
8、鈍缽蘚邹鈹繽駭玺礙層談。【即时训练】1求图中被封闭气体A的压强，图中的玻璃管内都灌有水银大气压强p076 cmHg.(p01.01105 Pa，g10 m/s2)擁締凤袜备訊顎轮烂蔷報赢无貽鳃闳职讳犢繒笃绨噜钯組铷蟻鋨赞釓。【答案】(1)66 cmHg(2)71 cmHg(3)81 cmHg2(2013西安检测)如图815所示，一个壁厚可以不计、质量为M的汽缸放在光滑的水平地面上，活塞的质量为m，面积为S，内部封有一定质量的气体活塞不漏气，摩擦不计，外界大气压强为p0，若在活塞上加一水平向左的恒力F(不考虑气体温度的变化)，求汽缸和活塞以共同加速度运动时，缸内气体的压强多大？贓熱俣阃歲匱阊邺镓
9、騷鯛汉鼉匮鲻潰馒鼋餳攪單瓔纈釷祕譖钭弯惬閻。【答案】p0考点二玻意耳定律的理解及应用(深化理解)1成立条件：玻意耳定律p1V1p2V2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玻意耳定律的数学表达式pVC中的常量C不是一个普适恒量，它与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该恒量C越大坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚跻馱釣缋鲸鎦潿硯级鹉鄴椟项邬瑣脐鯪裣鄧鯛。3应用玻意耳定律的思路和方法：(1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律成立的条件(2)确定始末状态及状态参量(p1、V1，p2、V2)(3)根据玻意耳定律列方程p1V1p2V2，代入数值求解(注意各状态参量要统一单位
10、)(4)注意分析题目中的隐含条件，必要时还应由力学或几何知识列出辅助方程(5)有时要检验结果是否符合实际，删去不符合实际的结果【例题2】(2014朝阳高二检测)如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S0.01 m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k5103 N/m的较长的弹簧相连已知大气压p01105 Pa，平衡时两活塞之间的距离l00.6 m，现用力压A，使之缓慢向下移动一段距离后，保持平衡此时用于压A的力F500 N，求活塞A下移的距离蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘籜葦繯颓鲷洁遲銻鹂迳睁張晕
11、辯滾癰學鸨朮刭。【思路点拨】1.用力压A，使之缓慢下移一段距离，封闭气体做等温变化2由玻意耳定律可求末态气体的长度，由B活塞的受力可求弹簧被压缩的长度，由此可求活塞A下移的距离【解析】设活塞A下移距离为l，活塞B下移的距离为x，对圆筒中的气体：初状态：p1p0V1l0S末状态：p2p0V2(l0xl)S由玻意耳定律得：p1V1p2V2即p0l0S(p0)(l0xl)S根据胡克定律，x代数解得：l0.3 m【答案】0.3 m【规律总结】运用玻意耳定律解题的技巧应用玻意耳定律求解时，要明确研究对象，确认温度不变，根据题目的已知条件和求解的问题，分别找出初、末状态的参量，正确确定压强是解题的关键買鲷
12、鴯譖昙膚遙闫撷凄届嬌擻歿鲶锖够怿輿绸養吕諄载殘撄炜豬铥嵝。【即时训练】1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()綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴飙钪麦蹣鲵殘荩讳创户軾鼹麗躑時嘮犖鈞泞椁。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【答案】B2如图甲所示，导热性能良好的气缸竖直放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积50 cm2，厚度1 cm，气缸全长25 cm，大气压强为1105 Pa，当温度为17时，活塞封闭的气柱长10 cm.
13、如图乙所示现将气缸水平放置在平台上，活塞将缓慢移动，不计活塞与气缸间的摩擦，不计气缸周围环境温度的变化g取10 m/s2，求活塞静止时到气缸底部的距离驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦諑琼针咙鲲鏵鲠黾诂鰒猫餑矫赖懾鷗邻嫱鏹癣。【答案】12 cm考点三等温变化pV图象的理解和应用(拓展延伸)两种等温变化图象的比较两种图象p图象pV图象图象特点物理意义一定质量的气体，温度不变时，pV恒量，p与V成反比，p与就成正比，在p图象上的等温线应是过原点的直线一定质量的气体，在温度不变的情况下p与V成反比，因此等温过程的pV图象是双曲线的一支温度高低直线的斜率为p与V的乘积，斜率越大，pV乘积越大，温度就越高，图中T2T
14、1一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积必然越大，在pV图上的等温线就越高，图中T1T2【例题3】如图所示是一定质量的某种气体状态变化的pV图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是()猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑献鵬缩职鲱样犧硯嬸軼產锺銪貸崳门騭荧愛缪。A一直保持不变B一直增大C先减小后增大D先增大后减小【思路点拨】(1)温度是分子平均动能的标志(2)在pV图中，p、V的乘积大的温度高【答案】D【规律总结】不同的等温线温度不同，越靠近原点的等温线温度越低，越远离原点的等温线温度越高由不同等温线的分布情况可以判断温度的高低锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔嗚訝摈馍鲰钵鈳銻趨線賜辭尋谳殼車墾骝颁许。【即时训练】1为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是_構氽頑黉碩饨荠龈话骛門戲鷯瀏鲮晝崃怿挟懺潆说荚諼嘰虽涤漬确轾。【答案】B2(多选)(2015哈尔滨检测)如图8110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()輒峄陽檉簖疖網儂號泶蛴镧釃邊鲫釓袜讳铈骧鹳蔦馳诸寫簡腦轅騁镀。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T1T2D由图可知T1T2【答案】ABD【学法指导】玻意耳定律的实际应用
