高中物理第八章气体第一节气体的等温变化名师导航学案新人教选修.docx

第一节 气体的等温变化名师导航知识梳理1.气体的状态参量为：压强参量p，体积参量V和_.2.一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强和体积成_，这个规律叫_.3.一定质量的气体变化的p-V图象形状为_.由于它描述的是温度不变时的p-V关系，因此称它为_线.4.一定质量的气体，不同温度下的等温线_.疑难突破1.怎样理解p-V图线?剖析：平滑的曲线是双曲线的一段，反映了在等温情况下，一定质量的气体压强跟体积成反比的规律.图线上的点代表的是一定质量气体的一个状态.必须强调的是，这条曲线表示了一定质量的气体由一个状态过渡到另一个状态的过程是等温过程，这条曲线也叫等温线.2.怎样区分等温变化中的“状态”和“过程”？剖析：所谓状态是一个瞬时量，也就是等温线上每一点所对应的气体参量；而过程为一个过程量，是由无限多个状态量所组成.所以,区分“状态”和“过程”关键在于区分它们两者之间的包含关系.问题探究问题：通过实验观察压强对玻意耳定律的影响.实验材料：带活塞的气缸，加压装置.实验数据：压强1 atm500 atm1 000 atm实测体积(m3)11.36/5002.07/1 000计算体积(m3)1/5001/ 1 000探究：在整个过程中温度保持不变，所以影响实验结果和实际结果的因素是压强和体积，而体积为测量值，所以影响因素只有压强，可以看出压强越大，误差越大.探究结论：玻意耳定理的适用条件为:在压强不太大的条件下.典题精讲【例1】 一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中，管竖直放置时，管内水银面比管外高h，上端空气柱长为L，如图8-1-1所示，若将玻璃管向下压一小段距离，则下列说法正确的是( )图8-1-1A.h增大，L减小 B.h增大，L不变C.h不变，L缩小 D.h缩小，L缩小思路解析：本题的研究对象为封闭气体，运用玻意耳定律可解决问题.向下压玻璃管时，可认为玻璃管内空气柱的温度不变，设初状态空气柱的体积为V1时，压强为p1；末状态体积为V2，压强为p2，则由玻意耳定律得(p0-ph)L=(p0-ph)L,可以看出若h减小，则Lh则LL，而水银面上方的玻璃管总长度减小，所以h和L都减小.答案：D【例2】 如图8-1-3所示，一个内径均匀，一端开口的玻璃管，管中有一段长为30 cm的水银柱，封闭了一段空气柱，如图8-1-3所示，当玻璃管开口向上竖直放置，水银柱静止时，空气柱长度为40 cm；当玻璃管开口向下竖直放置，水银柱静止时，空气柱长度是多少？(大气压强为760 mmHg,空气柱的温度不变，开口朝下时水银柱不溢出)图8-1-3思路解析:以封闭的空气柱为研究对象，找出初状态(开口向上时)的压强p1和体积V1，再确定末状态(开口向下时)的压强p2和体积V2.由于是等温变化，所以根据玻意耳定律就可列方程求解.以被封闭的空气柱为研究对象，初状态时的压强为p1=p0+ph=760 mmHg+300 mmHg=1 060 mmHg,空气柱的横截面积为S，则空气柱的体积为V1=L1S，末状态时的压强为p2=p0-ph，体积为V2=L2S，由玻意耳定律有：(p0+ph)L1S=(p0-ph)L2S,把已知条件代入可求得空气柱长度,L2=92.2 cm.答案：92.2 cm知识导学 在学习本节内容时，首先要对我们以前所学的气体状态参量进行复习.明确压强参量p，温度参量T和体积参量V.本节所研究的现象为：一定质量的理想气体，即在研究过程中要保持所研究的气体的质量不变，同时还应该注意玻意耳定律的适用条件为压强不太大，温度不太低.疑难导析1.由数学知识我们可以知道双曲线所代表的数学意义为两个坐标量的乘积为定值.这样我们就可以由图象总结出等温变化的规律，即pV=C(C为常数)2.每一组状态参量组成的一组数值就是一状态量，状态和过程为包含关系.如果用集合的观点来表述的话，可以说状态是过程的子集，这样思考可以帮助我们形象地区分“状况”和“过程”的关系.问题导思 这是一类探究性实验，是允许有一定误差的，如果实验误差超过了一定的范围，那肯定有一定的原因，可以从两个方面去寻找:实验过程，实验原理. 从本实验我们可以看出，随着压强的不断增大，实验误差明显增大，故我们可以从实验理论的适用条件入手进行考虑，从而得到了玻意耳定律在压强很大的情况下不适用这一结论.典题导考绿色通道：解此类题目的关键是要抓住被封闭气体质量不变和在向下压试管的过程中温度不变，这两个条件刚好满足玻意耳定律，可以采用玻意耳定律进行解题.【典题变式1】 一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中，放置如图8-1-2甲，则把它放置方法变为如图8-1-2乙所示时，封闭的气体体积将_.图8-1-2绿色通道：解此类题的关键是确定气体状态变化过程中的初末状态，明确两个状态下，哪个参量不变，哪些参量变化，发生变化的参量在两个状态下各是多少？【典题变式2】 竖直倒立的U形玻璃管一端封闭，另一端开口向下，如图8-1-4所示，用水银柱封闭一定质量的理想气体，在保持温度不变的条件下，假设在管子的D处钻一个小孔，如图8-1-4 则管内被封闭的气体压强p和气体体积变化情况为( )图