气体的等温变化课件-高二下学期物理人教版选择性2

2.2气体的等温变化2.2气体的等温变化问题与思考：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？等温变化

我们研究一种特殊情况：一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积的变化。我们把这种变化叫做等温变化。实验探究气体等温变化的规律实验思路：利用注射器选取一段一定质量的空气，利用控制变量法，在温度不变的情况下，测量气体在不同体积时的压强，再分析压强和体积的关系。实验器材：

铁架台、注射器、橡胶套、压力表等。注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭，这段空气柱就是实验研究的对象。物理量的测量：①测体积V：刻度尺读出空气柱的长度L，乘下底面积s

②测压强P：读取压力表示数p/105PaV12301234次数12345压强（×105Pa）3.02.52.01.51.0体积

（L）1.31.62.02.74.0p/105Pa1/V12300.20.40.60.8实验数据分析玻意耳定律叫玻马定律：英国科学家玻意耳和发过科学家马略特各自通过实验发现，一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p

和与体积V

的成反比。

两种等温变化图像【例1】某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。(1)在实验中，下列操作不必需的是

。

A.用橡胶套密封注射器的下端B.用游标卡尺测量柱塞的直径C.读取压力表上显示的压强D.读取刻度尺上显示的空气柱长度(2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是

。

答案:

(2)保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变

答案:(1)B

(3)下列图像中，最能直观反映气体等温变化的规律的是

。

答案:(3)C封闭气体压强的计算

2.力平衡法：选与封闭气体接触的活塞、汽缸或液体为研究对象进行受力分析，由平衡条件列式求气体压强。3.牛顿运动定律法：容器匀变速运动时，选与封闭气体接触的活塞、汽缸或液体为研究对象，由牛顿第二定律列方程求解。

【例2】如图所示，竖直静止放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内。已知水银柱a长h1，水银柱b两个液面间的高度差为h2，大气压强为p0，则空气柱A、B的压强分别是多少?(已知水银的密度为ρ)答案：p0-ρgh1

p0-ρg(h1+h2)学以致用2.如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为m'，通过弹簧静止吊在天花板上，汽缸内封住一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞横截面积为S，大气压强为p0，，重力加速度为g，则封闭气体的压强p为(

)答案:C

使用气压式保温瓶时不用倾倒，只需用手压瓶盖便能使水流出。你知道其中的道理吗?观察气压式保温瓶的结构，讨论它出水的原理。提示：由于热水瓶内是密封的，气体质量不变，瓶内气体可以看成做等温变化，当按下顶部活塞时，瓶内气体体积减小，根据玻意耳定律可知，瓶内气体压强增大，当瓶内压强增大到一定程度时，水就从出水口流出。【例3】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m0，并与一劲度系数为k=5×103

N/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，保持静止。此时用于压A的力F=500N，求活塞A下移的距离。答案:0.3m学以致用3.有一质量为m1的汽缸，用质量为m2的活塞封着一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时,汽缸内空气柱长为l0(如图甲)，现把汽缸竖直放在水平地面上并保持静止(如图乙)。已知大气压强为p0，重力加速度为g，活塞的横截面积为S，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，气体温度保持不变。求:

(1)竖直放置时汽缸内的压强。(2)竖直放置时汽缸内空气柱长度。甲乙4.使用胶头滴管时，插入水中，捏尾部的橡胶头，使其体积减小，排出一定空气后稳定状态如图。然后松手，橡胶头体积增大V1，有体积V2的水进入了滴管。忽略温度的变化，根据图中h1和h2的高度关系，有(

)A.V1>V2

B.V1<V2C.V1=V2

D.缺少数值无法判断答案:A

AB学以致用5.如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变

。下列各个描述气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是(

)答案:D随堂训练1.如图，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

答案:B2.一个篮球的容积是3L，用打气筒给这个篮球打气，每打一次都把体积为300mL、压强与大气压相同的气体打进球内。如果打气前篮球已经是球形，并且里面的压强与大气压相等,则打了10次后，篮球内部空气的压强与大气压的比值是(整个打气过程篮球内温度不变)(

)A.1 B.1.5

C.2

D.2.5答案:C

甲

乙丙

5.现有一质量为m0的汽缸，用质量