气体的等温变化+课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

2气体的等温变化【预习检测】1.一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量中没有发生改变的有()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．气体的体积2.（多选）如图所示是一定质量的某气体状态变化的p－V图象，则下列说法正确的是()A．气体做的是等温变化B．气体的压强从A到B一直减小C．气的体积从A到B一直增大D．气体的三个状态参量一直都在变3.(多选)关于“探究气体等温变化的规律”的实验，下列说法正确的是()A.实验过程中应保持被封闭气体的质量和温度不发生变化B.实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积C.为了减小实验误差，可以在柱塞上涂润滑油，以减小摩擦D.处理数据时采用p－1/V图像，是因为p－1/V图像比p－V图像更直观4.如图所示，用气体压强传感器“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”，下列说法正确的是（）A．注射器必须水平放置B．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出C．活塞移至某位置时，应等状态稳定后再记录数据D．实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得问题导入生活中的许多现象都表明，气体的压强、体积、温度三个状态参量之间存在着一定的关系。在物理学中，当需要探究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要探究的几个量之间的关系”,这样的探究方法叫

。

控制变量法实验探究一：利用玻意耳定律演示器或者空矿泉水瓶作为实验工具，通过压缩密（拉伸）闭装置改变气体体积，定性观察或者感知压强的变化趋势；谈谈感受和想法：进行大胆的猜想：现在完成时的构成与基本用法新课导入在庆典活动中放飞的气球，会飞到我们看不见的地方。随着气球的升空，大气压在减小，温度在降低，气球在膨胀......看来，一定质量的气体的压强、体积和温度三个状态参量之间是有联系的。那么，它们会有怎样的联系呢？玻意耳定律一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强P跟体积V成反比。1、内容：2、表达式：研究对象:一定质量的气体适用条件:温度保持恒定适用范围:温度不太低（与室温相比），压强不太大（与大气压相比）其中P1，V1和P2，V2分别表示气体在1，2两个状态下的压强和体积C与气体的种类、质量、温度有关。（PV=C=nRT

）对一定质量的某种气体：温度不变，C不变；对一定质量的某种气体：温度越高，C越大．玻意耳定律又叫玻马定律，英国物理学家玻意耳和法国物理学家马略特各自通过实验发现。相当于大气压几倍的压强都可以算作“压强不太大”，零下几十摄氏度的温度也可以算作“温度不太低”。P-V图（等温线）1.P-V图：一定质量的理想气体，在温度不变的情况下P与V成反比，因此P-V图像的形状为双曲线的一支。它描述的是温度不变时的p

­-V关系，称为等温线。面积：S=PV=C=nRTVp0等温线对一定质量的某种气体，温度不变,C不变；温度越高，C越大．T1T2特点：（1）每条等温线上气体各状态温度相同；（2）温度越高等温线离坐标轴或原点越远（T1<T2）；（3）一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。【想一想】为什么体积相同，压强大的温度高?因为温度高，分子运动剧烈，撞击容器壁。特点：（1）斜率越大，PV乘积越大，温度越高。（2）一定质量气体，不同温度下的等温线是不同的。T1T2p1/V0斜率：K=P/(1/V)=PV=C等温线T1<T2气体体积一定时，分子的数密度一定；温度越高，分子无规则运动越剧烈，气体压强越大。所以T1<T2

。做一做用传感器探究气体等温变化的规律如图，研究对象是注射器中的空气柱。气体压强传感器通过塑料管与注射器相连。由注射器壁上的刻度可以读出气体的体积V;由压强.传感器测得的压强值p在计算机屏幕上可以实时显示。这样就可以获得不同体积时气体压强的数值。由计算机作出气体的p-V图像，就可以判断p与V是否具有反比例函数的关系。做一做用传感器探究气体等温变化的规律实验视频数据分析读数次数12345压强/KPa体积/ml

1284.901472.806159.40

8124.8010101.10判一判(1)玻意耳定律是英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现的。 (

)(2)公式pV＝C中的C是常量，指当p、V变化时C的值不变。 (

)(3)对于温度不同、质量不同、种类不同的气体，C值是相同的。(

)(4)在探究气体的等温变化实验中空气柱体积变化快慢对实验没有影响。 (

)(5)气体等温变化的p－V图象是一条倾斜的直线。 (

)(6)一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成正比。 (

)√×××××做一做解析：气体的等温变化指的是一定质量的气体在温度不变的情况下，气体压强与体积成反比，BC正确，D错误；温度不变，A正确。ABC

(多选)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是等温变化的是(

)想一想

答案：由题意“吹气口反扣在瓶口上”可知瓶内封闭着一定质量的空气。当气球稍吹大时，瓶内空气的体积缩小，根据气体压强、体积的关系，空气的压强增大，阻碍了气球的膨胀，因而再要吹大气球是很困难的。借助铅笔，把气球塞进一只瓶子里，并拉出气球的吹气口，反扣在瓶口上，如图所示，然后给气球吹气，无论怎么吹，气球不过大了一点，想把气球吹大，非常困难，为什么？思考与讨论在一个恒温池中，一串串气泡由池底慢慢升到水面，有趣的是气泡在上升过程中，体积逐渐变大，到水面时就会破裂。请思考：(1)上升过程中，气泡内气体的温度发生改变吗？(2)上升过程中，气泡内气体的压强怎么改变？(3)气泡在上升过程中体积为何会变大？提示：(1)因为在恒温池中，所以气泡内气体的温度保持不变。(2)变小。(3)由玻意耳定律pV＝C可知，压强变小，气体的体积增大。实验探究二：气体的等温变化规律实验目的：探究一定质量的气体，在

不变的情况下，

与

的关系实验方法：

实验器材：如图所示

物理量的测量：

实验探究二：气体的等温变化规律问题与思考：1.研究的是哪一部分气体?如何实现了一定质量？2.如何改变体积？3.怎样保证T不变?实验探究二：气体的等温变化规律注意事项：实验探究二：气体的等温变化规律数据分析：实验探究二：气体的等温变化规律实验结论：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的倒数成正比，即压强与体积成反比。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。————玻意耳定律表达式：PV=C或P1V1=P2V2玻意耳定律C是常量，与气体的质量和温度有关小组合作：探究气体的等温变化的图像（1）气体等温变化的P－V图像或P－1/V图像特点：（2）如图所示为一定质量的气体在不同温度下的P-V图线，T1和T2哪一个大？为什么？（3）如图为一定质量的气体在不同温度下的P-1/V图线，T1和T2哪一个大？为什么？温度越高，常量C越大，等温线离坐标轴越远斜率越大，气体的温度越高小试牛刀1．某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。关于该实验的操作，下列说法正确的是（）A．柱塞上涂油的目的是为了减小摩擦，便于推拉柱塞B．柱塞与注射器之间的摩擦不影响压强的测量C．为了方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞D．实验中，为找到体积与压强的关系，需要测量柱塞的横截面积B小试牛刀2、如图所示是一定质量的某种气体状态变化的p－V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()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DC小试牛刀3、用注射器做“探究气体等温变化规律”的实验中，取几组p、V值后，用p作纵坐标，1/V作横坐标，画出p－1/V图象是一条直线，把这条直线延长后未通过坐标原点，而与横轴相交，如图所示，可能的原因是()A．各组的取值范围太小B．堵塞注射器小孔的橡胶套漏气C．在实验中用手握住注射器而没能保持温度不变D．压强的测量值偏小D小试牛刀4、(多选)如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条p-图线。由图可知()A.一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成正比B.一定质量的气体在发生等温变化时,其p-图线的延长线经过坐标原点C.T1>T2D.T1<T2BD小试牛刀5、某同学用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验，操作完全正确，根据实验数据却在p、V图上画出了两条不同的双曲线如图所示，造成这种情况的可能原因是（

）①两次实验中空气质量不同②两次实验中温度不同③两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同④两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同A．①②B．②④C．②③D．①②④A小试牛刀6、如图所示,一端开口、另一端封闭的玻璃管内用水银柱封闭一定质量的气体,保持温度不变,把管子以封闭端为圆心,从开口向上的竖直位置逆时针缓慢转到水平位置的过程中,可用来说明气体状态变化的p-V图像是 (

)C小试牛刀7、(多选)如图所示,p表示压强,V表示体积,T为热力学温度,图中正确描述一定质量的气体发生等温变化的是(

)AB小试牛刀8、某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20×105Pa。如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，经过足够长时间，容器里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压是1.0×105Pa.分析：由题意可知，打开开关后气体的压强等于外界大气压。本题解题的关键不是气体状态的确定，而是研究对象的选取。小试牛刀8、某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20×105Pa。如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，经过足够长时间，容器里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压是1.0×105Pa.解析：初态

p1=20×105PaV1=10LT1=T剩下的气体为原来的末态

p2=1.0×105PaV2=？LT2=T由玻意耳定律

p1V1=p2V2得V2=200L就容器而言，里面气体质量变了，但可视容器中气体出而不走，以原来容器中的气体为研究对象，就可以运用气体的等温变化规律求解。气体状态变化如图所示。法一：【课堂检测】某气球容积10L，内部气压1.2atm