高中物理人教版 (新课标)选修31 气体的等温变化备课课件ppt

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1．气体的等温变化一、玻意耳定律1．气体状态参量气体的三个状态参量为 、 、 ．2．实验探究(1)实验装置：如图所示，实验的研究对象是 ．温度体积压强气体被封闭的(2)实验数据收集空气柱的压强p可以从 上读出，空气柱的长度L可以从注射器两侧的 上读出，则空气柱的体积为长度L与横截面积S的乘积，即V＝LS.用手把柱塞向下压或向上拉，读出若干组 与 的值．(3)实验数据处理①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 ，空气柱的压强与体积可能成 ．压力表压强p体积V越大反比刻度反比 正比 3．玻意耳定律(1)内容：一定 的气体，在温度保持不变时，它的压强和体积成反比；或者说，压强和体积的乘积保持 ．此即玻意耳定律．(2)数学表达式：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．不变质量二、气体等温变化的p－V图象1．p－V图象一定质量的理想气体的p－V图象如图甲所示，图线为双曲线的一支，且温度t1T1，因为玻意耳定律pV＝C(恒量)，其中恒量C随气体温度的升高而增大，温度越高，恒量C越大，等温线(双曲线的一支)离坐标轴越远，所以T2>T1. 如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，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A之间气体柱长为40 cm.先将B端封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2 cm，求：(1)稳定后右管内的气体压强p；(2)左管气柱的长度l′.(大气压强p0＝76 cmHg)答案：　(1)78 cmHg　(2)38 cm【反思总结】　利用玻意耳定律解题的基本思路(1)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．(2)明确状态参量，找准所研究气体初、末状态的p、V值．(3)根据玻意耳定律列方程求解．【跟踪发散】　1－1：一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽内，如图所示，管内水银柱比槽内水银面高h＝5 cm，空气柱长l＝45 cm，要使管内、外水银面相平．求：(1)应如何移动玻璃管？(2)此刻管内空气柱长度为多少？(设此时大气压相当于75 cmHg 产生的压强) 答案：　(1)向下　(2)42 cm 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．由图可知T1＞T2D．由图可知T1＜T2解析：　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，等温图线的位置就越高，所以C错，D对．答案为A、B、D.答案：　ABD【跟踪发散】　2－1：如图所示是某气体状态变化的p－V图象，则下列说法中正确的是(　　)A．气体作的是等温变化B．从A至B气体的压强一直减小C．从A至B气体的体积一直增大D．气体的三个状态参量一直都在变解析：　一定质量的气体的等温过程的p－V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，AB过程不是等温变化，A选项不正确．从AB图线可知气体从A状态变为B状态的过程中，压强p在逐渐减小，体积V在不断增大，则B、C选项正确．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，D选项正确．答案：　BCD 1．一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量发生变化的是(　　)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．分子总数解析：　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，但压强与体积要发生变化使单位体积的分子数发生变化，故选BC.答案：　BC2．如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是(　　)A．D→A是一个等温过程B．A→B是一个等温过程C．A与B的状态参量相同D．B→C体积减小，压强减小，温度不变解析：　D→A是一个等温过程，A对；A、B两状态温度不同，A→B是一个等容过程(体积不变)，B、C错；B→C，V增大，p减小，T不变，D错．答案：　A3．(2010·广东卷)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，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气(　　)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，压强变小解析：　当洗衣缸水位升高时，封闭空气的压强增大．因温度不变，由玻意耳定律可知体积一定减小，故选B.答案：　B4．一定质量的理想气体经历一等温膨胀过程，这一过程可以用p－V图上的曲线来表示，如图所示．由此可知，当气体的体积V1＝5 L时，气体的压强p1＝________Pa；当气体的体积V2＝10 L时，气体的压强p2＝________Pa；当气体的体积V3＝15 L时，气体的压强p3＝________Pa.解析：　p1、p3可直接从p－V图中读出，分别为p1＝3×105 Pa、p3＝1.0×105 Pa.由于A→B过程为等温变化，由玻意耳定律可得p1V1＝p2V2，p1＝3×105 Pa，V1＝5 L，V2＝10 L，即3×105×5＝p2×10，p2＝1.5×105 Pa.答案：　3×105　1.5×105　1×1055．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，当潜到水下某深度时看到水进入玻璃管口2 cm，求人潜入水中的深度．(取水面上大气压强为p0＝1.0×105 Pa，g＝10 m/s2)解析：　确定研究对象为被封闭的一部分气体，玻璃管下潜的过程中气体的状态变化可视为等温过程．设潜入水下的深度为h，玻璃管的横截面积为S，气体的初末状态参量分别为 答案：　2 m