高二物理《气体的等温变化》导学案

1、55高二物理选修3-3第八章气体第一节气体的等温变化学案命题人：周立群审核，高二物理组知识要求：1、知道什么是等温变化；2、知道玻意耳定律是实验定律；掌握玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用条件。3、理解气体等温变化的p-V图象的物理意义4、知道用分子动理论对玻意耳定律的定性解释；5、会用玻意耳定律计算有关的问题。【探究过程】一、玻意耳定律.气体状态参量气体的三个状态参量为、.实验探究实验装置：如图所示，实验的研究对象是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

2、组 与 的值.（3）实验数据处理猜想：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.检验：以压强P为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把 以上各组数据在坐标系中描点，作出图线，若各点位于过原 点的同一条直线上，则压强与体积的倒数成正比（PS*），即压强与体积成反比, 若不在一直线上，则尝试其他关系.玻意耳定律内容：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.数学表达式：pV=C（常量）或pi%=p2V2.适用条件：气体质量不变、温度不变；气体温度不太低、压强不太大.二、气体等温变化的P - V图象VO. P

3、-V图象VO一定质量的理想气体的p-y图象如图 甲所示，图线为双曲线的一支，且温度.等温变化的图象的理解图线反映了在等温情况下，一定质量的气体的压强与体积成反比的规律.图象上的点，代表的是一定质量气体的一个状态.一定质量的气体在不同温度下的等温线是不同的.如图所示的两条等温线，分别 是一定质量的气体在较低温度为和较高温度72时的等温线.气体的温度越高，它的 等温线越远离两坐标轴.即T1VT2.畔图像一定质量的理想气体图像如图乙所示，图线为过原点的直线，且白/2.【典型例题】例L如图所示，竖直放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内有“、方两段水银柱, 将A、5两段空气柱封闭在管内.已知水银柱”长

4、10cm,水银柱占两个液面间的高 度差为5 cm,大气压强为75cmHg,求空气柱A、8的压强.例2：如图粗细均匀的弯曲玻璃管A、3两端开口，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 4之间气体柱长为40 cm.先将8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：b稳定后右管内的气体压强P;(2)左管气柱的长度，.(大气压强po=76cmHg)nJ55V5V5【反思总结】 利用玻意耳定律解题的基本思路明确研究对象，由题意确定所研究的是哪部分气体，注意其质量和温度应不变.明确状态参量，找准所研究气体初、末状态的P

5、、旷值.（3）根据玻意耳定律列方程求解.例3： 一定质量的某种气体的体积为20L时，压强为1.0 x105 pa.当气体发生等温变化，体积减小到16L时，压强为多大？例4：下列图中，p表示压强，丫表示体积，T为热力学温度，各图中正确描述一定 质量的气体不是等温变化的是（）C.气体的压强D.C.气体的压强D.分子总数课堂练习1、如图所示是某气体状态变化的p-y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3气体的压强一直减小C.从A至8气体的体积一直增大D.气体的三个状态参量一直都在变 2、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

6、位体积内的分子数3、如图所示，0-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（）DA是一个等温过程Af 3是一个等温过程A与5的状态参量相同8-C体积减小，压强减小，温度不变4、如图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由图可知八乃D.由图可知八乃 5、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-y图上的曲线来表示，如图所示.由此可知，当气体的 体积=5L时，气体的压强pi=Pa；当气体的体积 V2=

7、10L时，气体的压强P2=Pa；当气体的体积丫3 = 15L时，气体的压强p3=Pa.6、某个容器的容积是10L,所装气体的压强是20 xl05pa。如 果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体 是原来的百分之几？设大气压是L0 xl05Pao7、如图所示，粗细均匀的U形管的A端是封闭的，B端开口向上。两管中水银面 的高度差h=20cm。外界大气压强为76cmHg。求A管中封闭气体的压强。高二物理选修3-3第八章气体第一节气体的等温变化学案答案例1、解析： 设气体A、5产生的压强分别为PA、PB,管截面积为S,取“液柱为 研究对象进行受力分析如图甲所示，得paS+喏=poS, p

8、aS =pghS=mag,故paS+paS=poS所以PA=popa=75 cmHg10 cmHg=65 cmHg取液柱5为研究对象进行受力分析如图乙所示，同理可得 pBS+pbS=pAS所以PB=PApb=65 cmHg5 cmHg=60 cmHg.答案： 65 cmHg 60 cmHg例 2：答案： (1)78 cmHg (2)38 cm甲解析：(1)插入水银槽后右管内气体：由玻意尔定律得：RB = P /。一、5得P二78cmHg(2)插入水银槽后左管压强：P, = P + pgM = 80cmHgp,_ P左管内外水银面高度差匕=& = 40“Pg中、左管内气体由玻意尔定律得外/ =?

9、代入数据得/ = 385?体积 Vi=20L；体积 V2= 16 L.例体积 Vi=20L；体积 V2= 16 L.末状态时气体的压强P2=?由玻意耳定律pWi=p2y2可得y 20Pi= j= xl.0 xl05P= 1.25xlO5PaK 116例4：答案：D课堂练习1、答案： BCD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 示图线不是等温线，A3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5状态的过程中，压强p在逐渐减小，体积丫在 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.2、答案

10、：BC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BC3、答案：A解析：0fA是一个等温过程，A对；4、8两状态温度不同，AB是一个等容 过程(体积不变)，B、C错；Bi V增大，p减小，T不变，口错.4、答案：ABD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.5、解析：pi、P3可直接从P-V图中读出，分别为pi=3xlO5Pa、3=1.0 x105 Pa. 由于A-8过程为等温变化，由玻意耳定律可得piH=p2V2,pi = 3xl05 Pa, Vi = 5L,V2=10 L,即 3xl(Fx5=p2xlO, jp2=L5xl05 Pa.答案：3x10$1.5xl05