高中物理 第8章 气体 1 气体的等温变化学案 新人教版选修3-3-新人教版高二选修3-3物理学案VIP免费

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.学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.学会用玻意耳定律计算有关的问题．(难点)一、玻意耳定律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作气体的状态参量．2．实验探究(1)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，上端用活塞封闭一段空气柱，这段空气柱是我们的研究对象．(2)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．(3)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，即压强跟体积成反比．二、气体的等温变化1．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而变化，把这种变化叫作等温变化．2．玻意耳定律(1)内容：一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p和体积V成反比．(2)公式：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．3．气体的等温变化的pV图象(1)pV图象：一定质量的气体的pV图象为一条双曲线，如图甲所示．甲乙(2)p图象：一定质量的气体的p图象为过原点的倾斜直线，如图乙所示．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在探究气体压强、体积、温度三个状态参量之间关系时采用控制变量法．(√)(2)一定质量的气体，三个状态参量中，至少有两个改变．(√)(3)一定质量的气体压强跟体积成反比．(×)(4)玻意耳定律适用于质量不变，温度变化的任何气体．(×)2．一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hcm，上端空气柱长为Lcm，如图所示，已知大气压强为HcmHg，此时封闭气体的压强是__________cmHg[解析]取等压面法，选管外水银面为等压面，则由P气＋Ph＝P0得P气＝P0－Ph即P气＝(H－h)cmHg.[答案]H－h3．(多选)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．一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积越小D．由图可知T1＞T2E．由图可知T1＜T2ABE[由等温线的物理意义可知，A、B正确；对于一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积乘积越大，等温线的位置越高，C、D错、E对．]玻意耳定律对玻意耳定律的理解及应用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．玻意耳定律的数学表达式pV＝C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．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p1V1＝p2V2，代入数值求解(注意各状态参量要统一单位)．(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，对不符合实际的结果要删去．【例1】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S＝0.01m2，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k＝5×103N/m的较长的弹簧相连．已知大气压p0＝1×105Pa，平衡时两活塞之间的距离l0＝0.6m，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F＝500N，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：p1＝p0V1＝l0S末状态：p2＝p0＋V2＝(l0＋x－l)S由玻意耳定律得：p1V1＝p2V2...