高中物理 第二章 固體、液體和氣體 第七節(jié) 氣體實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)定律 ()目標(biāo)定位1.探究氣體等溫變化的規(guī)律，了解玻意耳定律的內(nèi)容、表達(dá)式及適用條件.2.會運(yùn)用玻意耳定律解決實(shí)際問題3.理解等溫變化的pV圖象.內(nèi)容索引知識探究題型探究達(dá)標(biāo)檢測知識探究一、玻意耳定律一、玻意耳定律1.內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在 不變的情況下，壓強(qiáng)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(zhì)量溫度4.常量的意義p1V1p2V2常量C該常量C與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關(guān)，對一定質(zhì)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(zhuǎn)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(zhì)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(nèi)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(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題.二、氣體等溫變化的圖象二、氣體等溫變化的圖象導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究由玻意耳定律可知，一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變時，壓

3、強(qiáng)和體積的關(guān)系為p ，由數(shù)學(xué)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(zhì)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(diǎn)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(diǎn)對應(yīng)的p、V坐標(biāo)的乘積是相等的.一定質(zhì)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(zhì)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(diǎn)的傾斜直線，由于氣體的體積不能無窮大，所以靠近原點(diǎn)附近處等溫線應(yīng)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(diǎn)的直線，圖線在原點(diǎn)及原點(diǎn)附近表示的氣體的體積和壓強(qiáng)有實(shí)際意義嗎？延伸思考延伸思考答案答案原點(diǎn)表示氣體的體積無窮大，氣體的壓強(qiáng)為零，所以圖線在原點(diǎn)及原點(diǎn)附近沒有實(shí)際意義，故畫p 圖象時，圖線在原點(diǎn)及原點(diǎn)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(xì)均勻的細(xì)玻璃管，用一段h19.0 cm的水銀柱將一部分空氣封閉在細(xì)玻璃管里.當(dāng)玻璃管開口向上豎直放置時(見圖甲)，管內(nèi)空氣柱長L115.0 cm，當(dāng)時的大氣壓強(qiáng)為p076 cmHg，那么，當(dāng)玻璃管開口向下豎直放置時(見圖乙)，管內(nèi)空氣柱的長度該是多少？答案解析一、玻意耳定律的應(yīng)用圖3答案答

5、案25 cm解析解析設(shè)細(xì)玻璃管橫截面積為S，設(shè)變化后空氣柱的長度為L2，變化前空氣柱的體積V1L1S15S，壓強(qiáng)：p1p0ph(7619) cmHg95 cmHg變化后空氣的體積：V2L2S，壓強(qiáng)：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(xì)均勻、導(dǎo)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(qiáng)p075 cmHg，求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓

6、強(qiáng)(用“cmHg”作單位).答案解析圖4答案答案50 cmHg解析解析設(shè)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(qiáng)為p0.當(dāng)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(nèi)的壓強(qiáng)記為p，則左管氣柱壓強(qiáng)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(zhì)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(diǎn)越遠(yuǎn)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(yīng)先升高后降低，分子平均速率先增大后減小.針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練如圖6所示，一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷由狀態(tài)A到狀態(tài)B再到狀態(tài)C的過程，A、C兩點(diǎn)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(diǎn)在同一條雙曲線上，故TATC；

8、可作出過B點(diǎn)的等溫線與過A、C兩點(diǎn)的等溫線進(jìn)行比較，得B點(diǎn)溫度高；故從A到B到C的過程溫度先升高后降低，C項(xiàng)正確.課堂要點(diǎn)小結(jié)課堂要點(diǎn)小結(jié)氣體實(shí)驗(yàn)定律()達(dá)標(biāo)檢測1.(玻意耳定律的應(yīng)用)一定質(zhì)量的理想氣體，壓強(qiáng)為3 atm，保持溫度不變，當(dāng)壓強(qiáng)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(yīng)用)如圖7所示，橫截面積為0.01 m2的氣缸內(nèi)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(zhuǎn)

9、豎直放置，設(shè)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(chǎn)生的壓強(qiáng)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(zhì)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(qiáng)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(qiáng)、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(zhì)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(qiáng)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(zhì)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(xiàng)A錯誤；從AB圖線可知?dú)怏w從A狀態(tài)變?yōu)锽狀態(tài)的過程中，壓強(qiáng)p在逐漸減小，體積V在不斷增大，選項(xiàng)B正確，C錯誤；又因?yàn)樵撨^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(xiàng)D正確.1234