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成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修3-3,气体,第八章,第一节 气体的等温变化,第八章,在一个恒温池中，一串串气泡由池底慢慢升到水面，有趣的是气泡在上升过程中，体积逐渐变大，到水面时就会破裂。 气泡在上升过程中体积为何会变大？,等温变化,1气体的状态参量 研究气体的性质时常用气体的_、_和体积，这三个参量来描述气体的状态。 2等温变化 一定质量的气体，在_的条件下其压强与_变化时的关系。,温度,压强,温度不变,体积,实验：探究等温变化的规律,1实验器材 如图所示，有铁架台，带压力表的注射器、铁夹等。,2研究对象 注射器内_。 3数据收集 空气柱的压强p由上方的_读出， 体积V用刻度尺上读出的空气柱的_乘以气柱的_计算。 用手把柱塞向下或向上拉，读出体积与压强的几组值。,被封闭的一段空气柱,压力表,长度l,横截面积S,压强p,正,反,1内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成_比。 2公式 _C，或p1V1_。 3适用条件 气体的质量一定，温度不变。,玻意耳定律,反,pV,p2V2,气体等温变化的pV图象,为了直观地描述压强p跟体积V的关系，通常建立_坐标系，如图所示。图线的形状为_。由于它描述的是温度不变时的pV关系，因此称它为_。 一定质量的气体，不同温度下的等温线是_的。,pV,双曲线,等温线,不同,一、气体的状态和状态参量 1用以描述气体宏观性质的物理量，叫状态参量。对于一定质量的某种气体来说，描述其宏观性质的物理量有温度、体积、压强三个。 (1)体积：指气体分子所能达到的空间，即气体所能充满的容器的容积。 (2)温度：从宏观角度看表示物体的冷热程度。从微观角度看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。 (3)压强：垂直作用于容器壁单位面积上的压力。单位：帕(Pa)。,2气体的状态由状态参量决定，对一定质量的气体来说，当三个状态参量都不变时，我们就说气体的状态一定，否则气体的状态就发生了变化。对于一定质量的气体，压强、温度、体积三个状态参量中只有一个量变而其他量不变是不可能的，起码其中的两个量变或三个量都发生变化。,(湛江市20132014学年高二下学期期末)下列过程可能发生的是( ) A气体的温度变化，但压强、体积保持不变 B气体的温度、压强保持不变，而体积发生变化 C气体的温度保持不变，而压强、体积发生变化 D气体的温度、压强、体积都发生变化 答案：CD 解析：p、V、T三个量中，可以两个量发生变化，一个量恒定；也可以三个量同时发生变化；一个量变化的情况是不存在的，故C、D选项正确。,3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气体，质量不变，温度不变，有时气体的质量发生变化时，需通过设想，把变质量转化为定质量，才能应用玻意耳定律。 (2)明确状态参量 即找出气体状态变化前后的两组p、V值。,(3)列方程、求解 因为是比例式，计算中只需使相应量(p1、p2及V1、V2)的单位统一，不一定用国际单位制的单位。 (4)检验结果，在等温变化中，有时列方程求解会得到两个结果，应通过合理性的检验决定取舍。,(成都市20142015学年高二下学期三校联考)如图为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0，压强为p0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩。若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力。,三、气体等温变化图象,(寿光市实验中学20142015学年高二下学期检测)如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，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。下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过程相符合的是( ),答案：D 解析：封闭气体做的是等温变化，只有D图线是等温线，故D正确。,四、气体压强的计算方法 1容器静止时求封闭气体的压强 (1)求由液体封闭的气体压强，应选择最低液面列压强平衡方程。 (2)在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强时，应特别注意液柱产生的压强gh中的h是表示竖直高度(不是倾斜长度)。 (3)连通器原理：在连通器中同一液体(中间液体不间断)的同一水平液面上压强是相等的。 (4)求由固体封闭(如气缸或活塞封闭)气体的压强，应对此固体(气缸或活塞)进行受力分析，列合力平衡方程。,2容器加速时求封闭气体的压强 恰当地选择研究对象，进行受力分析，然后依据牛顿第二定律列式求封闭气体的压强，把求解压强问题转化为力学问题求解。,特别提醒： 压强关系的实质反应力的关系，力的关系由物体的状态来确定。,如图所示，玻璃管中都灌有水银，分别求出几种情况被封闭的气体的压强(设大气压强为76厘米汞柱)。,答案：(1)pAp0ph71cmHg (2)pAp0ph66cmHg (3)pAp0ph(7610sin30)cmHg81cmHg (4)pAp0ph71cmHg pBpAph66cmHg,(辽宁师大附中20142015学年高二下学期期中)如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为，圆板的质量为M，不计圆板与容器内壁的摩擦。若大气压强为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强等于( ),压强的计算,点评：当由液体或固体(活塞)封闭一部分气体，而且处于平衡状态时，确定气体的压强，可以以封闭气体的液体或固定为研究对象，分析其受力情况，由平衡条件列出方程，从而求得气体的压强。,有一段12cm长的汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30的光滑斜面上，在下滑过程中被封气体的压强为(大气压强p076cmHg)( ) A76cmHg B82cmHg C88cmHg D70cmHg 答案：A,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S0.01 m2，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k5103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p01105 Pa，,玻意耳定律的应用,平衡时两活塞之间的距离l00.6 m，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F500 N，求活塞A下移的距离。,一个气泡从水底升到水面上时，它的体积增大2倍，设水的密度为1103kg/m3，大气压强p01.0105Pa，水底与水面温差不计，求水的深度。(g10m/s2) 答案：20m,如图所示是一定质量的某种气体状态变化的pV图象，气体由状态A变化至状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是( ) A一直保持不变 B一直增大 C一直减小 D先增大后减小,pV图象的应用,解析：由图象可知，pAVApBVB，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上，可在pV图上作出几条等温线，如图所示。由于离原点越远的等温线温度越高，所以从状态A到状态B温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小。 答案：D,(2014潍坊一模)如图所示，DABC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( ) ADA是一个等温过程 BAB是一个等温过程 CA与B的状态参量相同 DBC体积减小，压强减小，温度不变 答案：A,(南阳市20142015学年高二下学期期中)农村常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的容积为7.5L，装入药液后，药液上方体积为1.5L，关闭阀门K，用打气筒B每次打进105Pa的空气250cm3。求：,探究应用,(1)要使药液上方气体的压强为4105Pa，打气筒活塞应打几次？ (2)当A中有4105Pa的空气后，打开阀门K可喷射药液，直到不能喷射时，喷射器剩余多少体积的药液。,解析：向喷雾器容器A中打气，是一个等温压缩过程。按实际情况，在A中装入药液后，药液上方必须留有空间，而已知有105Pa的空气1.5L，把这部分空气和历次打入的空气一起作为研究对象，变质量问题便转化成了定质量问题。向A中打入空气后，打开阀门K喷射药液，A中空气则经历了一个等温膨胀过程，根据两过程中气体的初、末状态量，运用玻意耳定律，便可顺利求解本题。,如图所示的是医院用于静脉滴注的装置示意图，倒置的输液瓶上方有一气室A，密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中a管与大气相通，b管为输液软管，中间又有一气室B，而其c端则通过针头接人体静脉。,(1)若气室A、B中的压强分别为pA、pB则它们与外界大气压强p0间的大小关系应为_； (2)当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定的情况下，药液滴注的速度是_。(填“越滴越快”、“越滴越慢”或“恒定”),答案：(1)pBp0pA (2)恒定 解析：(1)因a管与大气相通，故可以认为a管上端处压强即为大气压强，这样易得pAp0，即有pBp0pA。 (2)当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定时，由于a管上端处的压强与人体血管中的压强都保持不变，故b管中间气体部分的压强也不变，所以药液滴注的速度是恒定不变的。,易错点：不能正确地选取研究对象利用玻意耳定律处理问题 案例：空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L，现再充入1.0atm的空气9.0L。设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为( ) A2.5atm B2.0atm C1.5atm D1.0atm,易错分析：易错选项及错误原因分析如下：,正确解答：选取原有6.0L空气和再充入的9.0L空气整体为研究对象。满足玻意耳定律的适用条件，依题意可知p11atm，V115.0L，V26.0L，据p1V1p2V2得p22.5atm，故选项A正确，B、C、D错误。 正确答案：A,
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