选修3-3：气体的等温变化(新人教版).doc

8.1 气体的等温变化学案导学

[学习目标]
1、 知道气体的状态及三个参量。
2、 掌握玻意耳定律，并能应用它解决气体的等温变化的问题、解释生活中的有关现象。
3、 知道气体等温变化的p—v图象，即等温线。
4、 了解用实验探究气体等温变化规律的方法和思路，培养动手操作能力、采集数据能力及运用计算机处理数据的能力。
[自主学习]
一、气体的状态及参量
1、研究气体的性质，用 、 、 三个物理量描述气体的状态。描述气体状态的这三个物理量叫做气体的 。
2、温度：温度是表示物体 的物理量，从分子运动论的观点看，温度标志着物体内部 的剧烈程度。
在国际单位制中，用热力学温标表示的温度，叫做 温度。用符号 表示，它的单位是 ，简称 ，符号是 。
热力学温度与摄氏温度的数量关系是：T= t+ 。
3、体积：气体的体积是指气体 。在国际单位制中，其单位是 ，符号 。体积的单位还有升（L）毫升、（mL）1L= m3，1mL= m3。
4、压强： 叫做气体的压强，用 表示。在国际单位制中，压强的的单位是 ，符号 。气体压强常用的单位还有标准大气压（atm）和毫米汞柱（mmHg），1 atm= Pa= mmHg。
5、气体状态和状态参量的关系：对于一定质量的气体，如果温度、体积、压强这三个量 ，我们就说气体处于一定的状态中。如果三个参量中有两个参量发生改变，或者三个参量都发生了变化，我们就说气体的状态发生了改变，只有一个参量发生改变而其它参量不变的情况是 发生的。
二、玻意耳定律
1、英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现：一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强p与体积v成 。这个规律叫做玻意耳定律。
v
p
o
t1
t2
图8—1
2、玻意耳定律的表达式：pv=C（常量）或者 。其中p1 、v1和p2、v2分别表示气体在1、2两个不同状态下的压强和体积。
三、气体等温变化的p—v图象
一定质量的气体发生等温变化时的p—v图象如图
8—1所示。图线的形状为 。由于它描述
的是温度不变时的p—v关系，因此称它为 线。
一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。
1、 在图8—1中，一定质量的气体，不同温度下的两条等温线，判断t1、t2的高低。
2、 画出p—图象，说明图线的形状，图线的斜率与温度的关系。
[典型例题]
A
B
h
图8—2
例1、 如图8—2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。

例2、在温度不变的情况下，把一根长为100cm，上端封闭的玻璃管竖直插入水银槽中，插入后管口到槽内水银面的距离是管长的一半，若大气压为75cmHg，求水银进入管内的长度。

v
p
o
T1

T2
图8—3
例3、如图8—3所示，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、 有图可知T1＞T2
D、 有图可知T1＜T2
例4、汽车轮胎的容积是2.5×10－2m3，轮胎原有1atm的空气。向轮胎内打气，直至压强增加到8atm为止。应向轮胎里打进1atm的多少体积的空气。（温度不变）

[当堂达标]
θ
图8—5
1、 如图8—5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，下表面与水平面的夹角为θ，
圆板的质量为M，不计圆板与容器内壁间的摩擦。若大气
压强为P0，则被圆板封闭在容器中的气体压强等于
A、P0+Mgcosθ/S B、P0/cosθ+Mg /Scosθ
C、P0+Mgcos2θ/S D、P0+Mg /S
2、一个气泡从水底升到水面上时，增大2倍，设水的密度为ρ=1×103Kg/m3，大气压强P0=1×105Pa，水底与水面温差不计，求水的深度。（g=10m/s2）

P
1/v
图8—6
0
T2
T1
3、如图8—6所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条p—图线。由图可知（ ）
A、 一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比
B、 一定质量的气体在发生等温变化时，其p—图线的延长
线是经过坐标原点的
C、 T1＞T2
D、T1＜T2
4、喷雾器筒内药液面上方有打气孔，可通过打气筒将外界空气压入筒内液面上方，使被封闭的空气压强增大。设喷雾器筒内上方的空气体积为1.5L，然后用打气筒缓慢向药液上方打气，每次打进1atm的空气0.25L，设打气过程中温度不变，要使喷雾器里的压强达到4atm，打气筒应打气 次。

h
V
图8—7
5、如图8—7所示，若气压式保温瓶内水面与出水口的距离为h时，密封空气体积为V，设水的密度为ρ，大气压强为P0，欲使水从出水口流出，瓶内空气压缩量（即体积减小量）△V至少为多少？（设瓶内弯曲管的容积不计，压水前管内无水，温度保持不变）

[能力训练]
1、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
2、一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的n倍，则压强变为原来的 倍
A、2n B、n C、1/n D、2/n
3、在温度均匀的水池中，有一空气泡从池底缓缓地向上浮起，在其上浮的过程中，泡内气体（可看成理想气体）（ ）
A、内能减少，放出热量
B、内能增加，吸收热量
C、对外做功，同时吸热，内能不变
D、对外做的功等于吸收的热量
V
C
O
P
B
A
图8—8
4、如图8—8所示，一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C的过程，A、C两点在同一条双曲线上，则此变化过程中（ ）
A、从A到B的过程温度升高
B、从B到C的过程温度升高
C、从A到C的过程温度先降低再升高
D、A、C两点的温度相等
图8—9
h2

h1
5、如图8—9所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段水银柱h1封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内外水银面高度差为h2，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是（ ）
A、h2变长 B、h2变短
C、h1上升 D、h1下降

6、一个容积是10升的球，原来盛有1个大气压的空气，现在使球内气体压强变为5个大气压，应向球内打入 升1个大气压的空气（设温度不变）
7、抽气机对某容器抽气，已知被抽容器的容积是抽气机最大活动容积的两倍，在按最大活动容积抽气2次后，容器中气体的压强变为原来的 倍。

[学后反思]

课后作业：
 　问题与练习1、2、4

参考答案
[自主学习]
一、 气体的状态及参量
１、 压强、体积、温度；状态参量
２、 冷热程度，分子热运动；热力学，T，开尔文，开，K；273.15K
３、 分子所能占据空间的体积，米3，m3，10－3，10－6
４、 气体作用在器壁单位面积上的压力，P，帕斯卡，Pa，1.015×105，760
５、 都不变，不会
二、 玻意耳定律
１、 反比
２、 P1V1=P2V2
三、 气体等温变化的P—V图象
双曲线，等温
１、 t2＞t1
２、 通过原点的直线，斜率越大温度越高
[典型例题]
例1、56cmHg 例2、25cm 例3、A、B、D 例4、1.75×10－1m3
[当堂达标]
１、 D 2、10m 3、B、D 4、18 5、△V≥ρghv/（ρ0+ρgh）
[能力训练]
1、C、D 2、C 3、C、D 4、A、D 5、D 6、40 7、4/9

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