(选修3-3)8.1《气体的等温变化》课件3

1、1气体的等温变化气体的等温变化 一、玻意耳定律一、玻意耳定律 1气体状态参量气体状态参量 气体的三个状态参量为气体的三个状态参量为 、 、 2实验探究实验探究 (1)实验装置：如图所示，实验的研究对象是实验装置：如图所示，实验的研究对象是 温度温度体积体积压强压强气体气体被封闭的被封闭的 (2)实验数据收集实验数据收集 空气柱的压强空气柱的压强p可以从可以从 上读出，空气上读出，空气柱的长度柱的长度L可以从注射器两侧的可以从注射器两侧的 上读出，上读出，则空气柱的体积为长度则空气柱的体积为长度L与横截面积与横截面积S的乘积，的乘积，即即VLS. 用手把柱塞向下压或向上拉，读出若干组用手把柱塞向

2、下压或向上拉，读出若干组 与与 的值的值 (3)实验数据处理实验数据处理 猜想：由实验观察及记录数据可知，空气柱猜想：由实验观察及记录数据可知，空气柱的体积越小，其压强就的体积越小，其压强就 ，空气柱的压强，空气柱的压强与体积可能成与体积可能成 压力表压力表压强压强p体积体积V越大越大反比反比刻度刻度反比反比 正比正比 3玻意耳定律玻意耳定律 (1)内容：一定内容：一定 的气体，在温度保持不变时，的气体，在温度保持不变时，它的压强和体积成反比；或者说，压强和体积它的压强和体积成反比；或者说，压强和体积的乘积保持的乘积保持 此即玻意耳定律此即玻意耳定律 (2)数学表达式：数学表达式：pVC(常量

3、常量)或或p1V1p2V2. (3)适用条件：适用条件： 气体质量不变、温度不变；气体质量不变、温度不变； 气体温度不太低、压强不太大气体温度不太低、压强不太大不变不变质量质量 二、气体等温变化的二、气体等温变化的pV图象图象 1pV图象图象 一定质量的理想气体的一定质量的理想气体的pV图象如图甲所图象如图甲所示，图线为双曲线的一支，且温度示，图线为双曲线的一支，且温度t1T1，因为玻，因为玻意耳定律意耳定律pVC(恒量恒量)，其中恒量，其中恒量C随气体温随气体温度的升高而增大，温度越高，恒量度的升高而增大，温度越高，恒量C越大，等越大，等温线温线(双曲线的一支双曲线的一支)离坐标轴越远，所以

4、离坐标轴越远，所以T2T1. 如图，粗细均匀的弯曲玻璃管如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为开口，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，中管内水银面与管口A之间气体柱长之间气体柱长为为40 cm.先将先将B端封闭，再将左管竖直插入水端封闭，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水银面比中管内水银面高2 cm，求：，求： (1)稳定后右管内的气体压强稳定后右管内的气体压强p； (2)左管气柱的长度左管气柱的长度l.(大气压强大气压强p076 c

5、mHg) 答案：答案：(1)78 cmHg(2)38 cm 【反思总结【反思总结】利用玻意耳定律解题的基本思利用玻意耳定律解题的基本思路路 (1)明确研究对象，根据题意确定所研究的是明确研究对象，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、末状明确状态参量，找准所研究气体初、末状态的态的p、V值值 (3)根据玻意耳定律列方程求解根据玻意耳定律列方程求解 【跟踪发散【跟踪发散】11：一端封闭的玻璃管开口：一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽内，如图所示，管内水银柱比向下插入水银槽内，如图所示，管内水银柱比

6、槽内水银面高槽内水银面高h5 cm，空气柱长，空气柱长l45 cm，要使管内、外水银面相平求：要使管内、外水银面相平求： (1)应如何移动玻璃管？应如何移动玻璃管？ (2)此刻管内空气柱长度为多少？此刻管内空气柱长度为多少？(设此时大气设此时大气压相当于压相当于75 cmHg 产生的压强产生的压强) 答案：答案：(1)向下向下(2)42 cm 如图所示，为一定质量的气体在不同温如图所示，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生

7、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一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的是不同的 C由图可知由图可知T1T2 D由图可知由图可知T1T2 解析：解析：根据等温图线的物理意义可知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，等温图线选项都对，气体的温度越高时，等温图线的位置就越高，所以的位置就越高，所以C错，错，D对答案为对答案为A、B、D. 答案：答案：ABD 【跟踪发散【跟踪发散】21：如图所示是某气体状态：如图所示是某气体状态变化的变化的pV图象，则下列说法中正确的是图象，则下列说法中正确的是() A气体作的是等温变化气体作的是等温变

8、化 B从从A至至B气体的压强一直减小气体的压强一直减小 C从从A至至B气体的体积一直增大气体的体积一直增大 D气体的三个状态参量一直都在变气体的三个状态参量一直都在变 解析：解析：一定质量的气体的等温过程的一定质量的气体的等温过程的pV图象即等温曲线是双曲线，显然图中所示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，图线不是等温线，AB过程不是等温变化，过程不是等温变化，A选选项不正确项不正确 从从AB图线可知气体从图线可知气体从A状态变为状态变为B状态的过程状态的过程中，压强中，压强p在逐渐减小，体积在逐渐减小，体积V在不断增大，在不断增大，则则B、C选项正确选项正确 又该过程不是

9、等温过程，所以气体的三个状态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，参量一直都在变化，D选项正确选项正确 答案：答案：BCD 1一定质量的气体，在等温变化过程中，下一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量发生变化的是列物理量发生变化的是() A分子的平均速率分子的平均速率B单位体积内单位体积内的分子数的分子数 C气体的压强气体的压强 D分子总数分子总数 解析：解析：一定质量的气体，温度不变，因此分一定质量的气体，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，积要发生变化使单位体积的分

10、子数发生变化，故选故选BC. 答案：答案：BC 2如图所示，如图所示，DABC表示一定质量的表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是确的是() ADA是一个等温过程是一个等温过程 BAB是一个等温过程是一个等温过程 CA与与B的状态参量相同的状态参量相同 DBC体积减小，压强减小，温度不变体积减小，压强减小，温度不变 解析：解析：DA是一个等温过程，是一个等温过程，A对；对；A、B两状态温度不同，两状态温度不同，AB是一个等容过程是一个等容过程(体积不变体积不变)，B、C错；错；BC，V增大，增大，p减减小，小，T不变，不变，D错错

11、答案：答案：A 3(2010广东卷广东卷)如图所示，某种自动洗衣机如图所示，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水位升高，则细管中被封闭的空气() A体积不变，压强变小体积不变，压强变小 B体积变小，体积变小，压强变大压强变大 C体积不变，压强变大体积不变，压强变大 D体积变小，体积变小，压强变小压强变小 解析：解析：当洗衣缸水位升高时，封闭空气当洗衣缸

12、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，故选可知体积一定减小，故选B. 答案：答案：B 4一定质量的理想气体经历一等温膨胀过一定质量的理想气体经历一等温膨胀过程，这一过程可以用程，这一过程可以用pV图上的曲线来表图上的曲线来表示，如图所示由此可知，当气体的体积示，如图所示由此可知，当气体的体积V15 L时，气体的压强时，气体的压强p1_Pa；当气体的体积当气体的体积V210 L时，气体的压强时，气体的压强p2_Pa；当气体的体积；当气体的体积V315 L时，时，气体的压强气体的压强p3_Pa. 解析：解析：p1、p3可直接从可直接从pV图中读出，分图中读出，分别为别为p13105 Pa、p31.0105 Pa.由于由于AB过程为等温变化，由玻意耳定律可得过程为等温变化，由玻意耳定律可得p1V1p2V2，p13105 Pa，V15 L，V210 L，即，即31055p210，p21.5105 Pa. 答案：答案：31051.51051105 5粗细均匀的玻璃棒，封闭一端长为粗细均匀的玻璃棒，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水下某深度时看到水进入玻璃管口2 cm，求人，求人潜入水中的深度潜入水中的深度