資源簡介

第二章 氣體、固體和液體
第2節 氣體的等溫變化
學習目標
1.知道等溫變化是一定質量的氣體，在溫度不變的條件下，其壓強與體積變化時的關系。
2.掌握玻意耳定律的內容，并能應用公式解決實際問題。
3.理解氣體等溫變化的圖像和圖像。
重點難點
重點
1.通過實驗，知道并掌握一定質量的氣體在等溫變化時壓強與體積的關系。
2.理解圖像的物理意義。
3.知道玻意耳定律的適用條件。
難點
1.分清等溫變化的“狀態”和“過程”。
2.正確確定密閉氣體的壓強。
自主探究
1.氣體的三個狀態參量為 、 和 。
2.一定質量的氣體、在溫度不變的條件下，其 與 變化時的關系叫作氣體的 。
3.實驗探究氣體的等溫變化：
(1)實驗器材：鐵架臺、注射器、 、橡皮帽等。
(2)研究對象(系統)：注射器內被封閉的 。
(3)實驗方法：控制氣體的溫度和 不變，研究氣體的壓強與體積的關系。
(4)數據收集：壓強由 讀出，空氣柱的長度由刻度尺讀出，空氣柱的長度與橫截面積的 即為體積。
(5)數據處理：以壓強p為縱坐標，以體積的倒數為橫坐標，作出圖像，得到的圖像是一條 。
(6)實驗結論：壓強跟體積的倒數成 ，即壓強與體積成 。
4.玻意耳定律的內容：一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V
成 。
5.玻意耳定律的成立條件：
(1) 一定， 不變。
(2)溫度不太 ，壓強不太大。
6.玻意耳定律的表達式： (C為常量)，或，或。
7.如圖所示，一定質量的理想氣體的圖線的形狀為 ，它描述的是溫度不變時的關系，稱為 。
8.一定質量的氣體，不同溫度下的等溫線是 的。
答案：1.壓強 體積 溫度
2.壓強 體積 等溫變化
3.(1)氣壓計 (2)空氣柱 (3)質量 (4)氣壓計 乘積 (5)過原點的直線 (6)正比 反比
4.反比
5.(1)質量 溫度 (2)低
6.pV=C
7.雙曲線的一支 等溫線
8.不同
預習檢測
1.判斷下列說法的正誤。
(1)一定質量的氣體等溫變化的圖像一定是雙曲線的一支。 ( )
(2)一定質量的氣體等溫變化的圖像是通過原點的傾斜直線。 ( )
(3) 圖像的斜率越大，說明氣體的溫度越高。 ( )
(4) 圖像中，pV乘積越大(即離原點越遠)，說明氣體的溫度越高。 ( )
答案1.（1）√ （2）× （3）√ （4）√
探究思考
【探究一】探究氣體等溫變化的規律
實驗器材 鐵架臺、注射器、氣壓計、橡皮帽等
研究對象 注射器內被封閉的空氣柱
數據收集 壓強由氣壓計讀出，空氣柱長度由刻度尺讀出，空氣柱長度與橫截面積的乘積即為體積
數據處理 以壓強p為縱坐標，以體積的倒數虧為橫坐標，作出力圖像
圖像結果 圖像是一條過原點的直線
實驗結論 壓強跟體積的倒數成正比，即壓強與體積成反比
【探究二】對玻意耳定律的理解和應用
1.成立條件
玻意耳定律是實驗定律，只有在氣體質量一定、溫度不變的情況下才成立。
2.常量C
玻意耳定律的數學表達式pV=C中的常量C不是一個普適恒量，它與氣體的種類、質量、溫度有關，對一定質量的氣體，溫度越高，C越大。
3.應用玻意耳定律的思路和方法
(1)確定研究對象，并判斷是否滿足玻意耳定律的成立條件。
(2)確定始、末狀態及狀態參量(p1、V1和p2、V2)。
(3)根據玻意耳定律列方程，代入數值求解(注意各狀態參量要統一單位)。
(4)有時要檢驗結果是否符合實際，對不符合實際的結果要舍去。
【探究三】p-V圖像
1. p-V圖像
一定質量的氣體等溫變化的p-V圖像是雙曲線的一支，雙曲線上的每一個點均表示氣體在該溫度下的一個狀態。而且同一條等溫線上每個點對應的p、V坐標的乘積是相等的。一定質量的氣體在不同溫度下的等溫線是不同的雙曲線，且pV乘積越大，溫度就越高。例如，圖中有T2>T1。
2. 圖像
一定質量氣體的等溫變化過程，也可以用圖像來表示，如圖所示。等溫線是過原點的傾斜直線，由于氣體的體積不能無窮大，所以原點附近等溫線應用虛線表示，該直線的斜率k=pV，故斜率越大，溫度越高。例如，圖中有T2>T1。
知識梳理
隨堂訓練
1.如圖甲所示，玻璃管上端封閉下端開口，管中通過兩段水銀柱封閉兩段空氣柱。輕彈玻璃管，使兩段水銀柱及被兩段水銀柱封的空氣柱合在一起（如圖乙所示）。若此過程中溫度不變，水銀柱與管壁密封很好，則乙圖中水銀柱的下端面與甲圖中水銀柱的下端面A相比( )
A.在同一高度 B.比A稍高 C.比A稍低 D.條件不足，無法判斷
2.如圖所示,兩端開口的彎管,左管插入水銀槽中,管內外高度差為,右管有一段水銀柱,高度差為,中間封有一段空氣。則（ ）
A.若大氣壓升高, 和同時增大
B.若環境溫度升高, 和同時減小
C.若把彎管向上移動少許,則管內氣體體積不變
D.若把彎管向下移動少許,則管內氣體壓強增大
3.已知兩端開口的“”型管，且水平部分足夠長，一開始如圖所示，若將玻璃管稍微上提一點，或稍微下降一點時，被封閉的空氣柱的長度分別會如何變化( )
A．變大；變小 B．變大；不變 C．不變；不變 D．不變；變大
4.一定質量的氣體發生等溫變化時,若體積增大為原來的n倍,則壓強變為原來的多少倍（ ）
A.2n B.n C.1/n D.2/n
答案以及解析
1.答案：C
解析：兩段水銀柱合在一起前后的總壓強差是相等的，所以最上面的那部分氣體的壓強始終沒變，那么它的體積也保持不變；夾在中間的這部分氣體向上移動后，它的壓強減小，根據玻意耳定律可知它的體積將增大，所以水銀柱的下表面將下降，即比A稍低，故A、B、D錯誤，C正確。
2.答案：D
解析：管中封閉氣體的壓強,則得.若大氣壓升高時,封閉氣體的壓強增大,由玻意耳定律得知,封閉氣體的體積減小,水銀柱將發生移動,使和同時減小.故A錯誤.若環境溫度升高,封閉氣體的壓強增大,體積也增大, 和同時增大.故B錯誤.若把彎管向上移動少許,封閉氣體的體積將增大.故C錯誤.若把彎管向下移動少許,封閉氣體的體積減小,壓強增大,所以D選項是正確的.
3.答案：D
解析：上提時空氣柱壓強不變，空氣柱的長度不變；下降時空氣柱壓強變小，空氣柱長度變大，所以D選項正確。
4.答案：C
解析：根據玻意耳定律pV=常量，可得C正確。
2

展開更多......

收起↑