高中物理 第二章 固體、液體和氣體 第七節(jié) 氣體實驗定律（Ⅰ）課件 粵教版選修33

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1、第二章第七節(jié)氣體實驗定律 ()目標定位1.探究氣體等溫變化的規(guī)律，了解玻意耳定律的內容、表達式及適用條件.2.會運用玻意耳定律解決實際問題3.理解等溫變化的pV圖象.內容索引知識探究題型探究達標檢測知識探究一、玻意耳定律一、玻意耳定律1.內容：一定質量的氣體，在 不變的情況下，壓強和體積成_ (填“正比”或“反比”).2.公式： 或 .3.條件：氣體的 一定， 不變.答案p1V1p2V2溫度反比質量溫度4.常量的意義p1V1p2V2常量C該常量C與氣體的種類、質量、溫度有關，對一定質量的氣體，溫度越高，該常量C越 (填“大”或“小”). 5.利用玻意耳定律解題的基本思路(1)明確研究對象，并判

2、斷是否滿足玻意耳定律的條件.(2)明確初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1、V1；p2、V2).(3)根據(jù)玻意耳定律列方程求解.注意：注意：用p1V1p2V2解題時只要同一物理量使用同一單位即可， (填“一定”或“不必”)轉化成國際單位制中的單位.答案大不必打氣筒打氣過程中，容器中氣體的質量發(fā)生了變化，玻意耳定律還成立嗎？答案延伸思考延伸思考答案答案分析時可以巧妙地選擇研究對象，一般選擇把容器內原有氣體和即將打入的氣體看成一個整體作為研究對象，就可以把充氣過程的氣體變質量問題轉化為定質量問題.二、氣體等溫變化的圖象二、氣體等溫變化的圖象導學探究導學探究由玻意耳定律可知，一定質量的氣體在溫度保持不變時，壓

3、強和體積的關系為p ，由數(shù)學知識知pV圖象是什么曲線？答案答案答案pV圖象是雙曲線中的一支.1.pV圖象：一定質量的氣體，等溫變化的pV圖象是雙曲線的一支，曲線上的每一個點均表示氣體在該溫度下的一個狀態(tài)，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 ，圖1中T2T1.知識梳理知識梳理圖1越高2.p 圖象：一定質量氣體的等溫變化過程，也可以用p 圖象來表示，如圖2所示.等溫線是通過原點的傾斜直線，由于氣體的體積不能無窮大，所以靠近原點附近處等溫線應用 表示，該直線的斜率k ，故斜率越大，溫度 ，圖中T2 T1.圖

4、2虛線pV越高在p 圖象中，圖線是一條過原點的直線，圖線在原點及原點附近表示的氣體的體積和壓強有實際意義嗎？延伸思考延伸思考答案答案原點表示氣體的體積無窮大，氣體的壓強為零，所以圖線在原點及原點附近沒有實際意義，故畫p 圖象時，圖線在原點及原點附近要畫成虛線.答案題型探究例例1如圖3所示，是一根一端封閉的粗細均勻的細玻璃管，用一段h19.0 cm的水銀柱將一部分空氣封閉在細玻璃管里.當玻璃管開口向上豎直放置時(見圖甲)，管內空氣柱長L115.0 cm，當時的大氣壓強為p076 cmHg，那么，當玻璃管開口向下豎直放置時(見圖乙)，管內空氣柱的長度該是多少？答案解析一、玻意耳定律的應用圖3答案答

5、案25 cm解析解析設細玻璃管橫截面積為S，設變化后空氣柱的長度為L2，變化前空氣柱的體積V1L1S15S，壓強：p1p0ph(7619) cmHg95 cmHg變化后空氣的體積：V2L2S，壓強：p2p0ph(7619) cmHg57 cmHg由玻意耳定律得：p1V1p2V2，即：9515S57L2S，解得：L225 cm例例2如圖4所示，一粗細均勻、導熱良好、裝有適量水銀的U形管豎直放置，右端與大氣相通，左端封閉長l120 cm氣柱，兩管中水銀面等高.現(xiàn)將右端與一低壓艙(未畫出)接通，穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h10 cm.環(huán)境溫度不變，大氣壓強p075 cmHg，求穩(wěn)定后低壓艙內的壓

6、強(用“cmHg”作單位).答案解析圖4答案答案50 cmHg解析解析設U形管橫截面積為S，則初始狀態(tài)左端封閉氣柱體積可記為V1l1S，由兩管中水銀面等高，可知初始狀態(tài)其壓強為p0.當右管水銀面高出左管10 cm時，左管水銀面下降5 cm，氣柱長度增加5 cm，此時氣柱體積可記為V2(l15 cm)S，右管低壓艙內的壓強記為p，則左管氣柱壓強p2p10 cmHg，根據(jù)玻意耳定律得：p0V1p2V2即p0l1S(p10 cmHg)(l15 cm)S代入數(shù)據(jù)，解得：p50 cmHg.例例3如圖5所示，是一定質量的某種氣體狀態(tài)變化的pV圖象，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體分子平均速率的變化情

7、況是二、氣體等溫變化的圖象答案解析圖5A.一直保持不變 B.一直增大C.先減小后增大 D.先增大后減小解析解析由題圖可知，pAVApBVB，所以A、B兩狀態(tài)的溫度相等，在同一等溫線上.由于離原點越遠的等溫線溫度越高，如圖所示，所以從狀態(tài)A到狀態(tài)B，氣體溫度應先升高后降低，分子平均速率先增大后減小.針對訓練針對訓練如圖6所示，一定質量的氣體經歷由狀態(tài)A到狀態(tài)B再到狀態(tài)C的過程，A、C兩點在同一條雙曲線上，則此變化過程中A.從A到B的過程溫度降低B.從B到C的過程溫度升高C.從A到C的過程溫度先升高再降低D.從A到C的過程溫度先降低再升高答案解析圖6解析解析A、C兩點在同一條雙曲線上，故TATC；

8、可作出過B點的等溫線與過A、C兩點的等溫線進行比較，得B點溫度高；故從A到B到C的過程溫度先升高后降低，C項正確.課堂要點小結課堂要點小結氣體實驗定律()達標檢測1.(玻意耳定律的應用)一定質量的理想氣體，壓強為3 atm，保持溫度不變，當壓強減小2 atm時，體積變化4 L，則該氣體原來的體積為 1234解析解析由玻意耳定律p1V1p2V2得3V1(V4)，解得V2 L.答案解析A. L B.2 L C. L D.8 L2.(玻意耳定律的應用)如圖7所示，橫截面積為0.01 m2的氣缸內被重G200 N的活塞封閉了高30 cm的氣體.已知大氣壓p01.0105 Pa，氣缸足夠長，現(xiàn)將氣缸倒轉

9、豎直放置，設溫度不變，求此時活塞到缸底的高度？答案1234解析圖7答案答案45 cm解析解析重G200 N的活塞產生的壓強p 0.2105 Pa初狀態(tài)：p1p0p1.2105 Pa，V1h1S，h130 cm末狀態(tài)：p2p0p0.8105 Pa，V2h2S根據(jù)玻意耳定律得p2V2p1V1代表數(shù)據(jù)解得h2 cm45 cm.12343.(等溫線)如圖8所示，DABC表示一定質量的某種氣體狀態(tài)變化的一個過程，則下列說法正確的是A.DA是一個等溫過程B.AB是一個等溫過程C.A與B的狀態(tài)參量相同D.BC體積減小，壓強減小，溫度不變答案解析1234圖81234解析解析DA是一個等溫過程，A對；A、B兩狀

10、態(tài)溫度不同，AB的過程中 不變，則體積V不變，此過程中氣體的壓強、溫度會發(fā)生變化，B、C錯；BC是一個等溫過程，V增大，p減小，D錯.4.(氣體等溫變化的圖象)(多選)如圖9所示是一定質量的某氣體狀態(tài)變化的pV圖象，則下列說法正確的是A.氣體做的是等溫變化B.氣體的壓強從A到B一直減小C.氣體的體積從A到B一直減小D.氣體的三個狀態(tài)參量一直都在變1234答案解析圖9解析解析一定質量的氣體的等溫過程的pV圖象即等溫線是雙曲線中的一支，顯然題圖所示AB圖線不是等溫線，AB過程不是等溫變化過程，選項A錯誤；從AB圖線可知氣體從A狀態(tài)變?yōu)锽狀態(tài)的過程中，壓強p在逐漸減小，體積V在不斷增大，選項B正確，C錯誤；又因為該過程不是等溫變化過程，所以氣體的三個狀態(tài)參量一直都在變化，選項D正確.1234