成才之路物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮吾將上下而求索,人教版選修3-3,氣體,第八章,第一節(jié)氣體的等溫變化,第八章,在一個(gè)恒溫池中，一串串氣泡由池底慢慢升到水面，有趣的是氣泡在上升過(guò)程中，體積逐漸變大，到水面時(shí)就會(huì)破裂。氣泡在上升過(guò)程中體積為何會(huì)變大？,等溫變化,1氣體的狀態(tài)參量研究氣體的性質(zhì)時(shí)常用氣體的_、_和體積，這三個(gè)參量來(lái)描述氣體的狀態(tài)。2等溫變化一定質(zhì)量的氣體，在_的條件下其壓強(qiáng)與_變化時(shí)的關(guān)系。,溫度,壓強(qiáng),溫度不變,體積,實(shí)驗(yàn)：探究等溫變化的規(guī)律,1實(shí)驗(yàn)器材如圖所示，有鐵架臺(tái)，帶壓力表的注射器、鐵夾等。,2研究對(duì)象注射器內(nèi)_。3數(shù)據(jù)收集空氣柱的壓強(qiáng)p由上方的_讀出，體積V用刻度尺上讀出的空氣柱的_乘以氣柱的_計(jì)算。用手把柱塞向下或向上拉，讀出體積與壓強(qiáng)的幾組值。,被封閉的一段空氣柱,壓力表,長(zhǎng)度l,橫截面積S,壓強(qiáng)p,正,反,1內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成_比。2公式_C，或p1V1_。3適用條件氣體的質(zhì)量一定，溫度不變。,玻意耳定律,反,pV,p2V2,氣體等溫變化的pV圖象,為了直觀地描述壓強(qiáng)p跟體積V的關(guān)系，通常建立_坐標(biāo)系，如圖所示。圖線(xiàn)的形狀為_(kāi)。由于它描述的是溫度不變時(shí)的pV關(guān)系，因此稱(chēng)它為_(kāi)。一定質(zhì)量的氣體，不同溫度下的等溫線(xiàn)是_的。,pV,雙曲線(xiàn),等溫線(xiàn),不同,一、氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量1用以描述氣體宏觀性質(zhì)的物理量，叫狀態(tài)參量。對(duì)于一定質(zhì)量的某種氣體來(lái)說(shuō)，描述其宏觀性質(zhì)的物理量有溫度、體積、壓強(qiáng)三個(gè)。(1)體積：指氣體分子所能達(dá)到的空間，即氣體所能充滿(mǎn)的容器的容積。(2)溫度：從宏觀角度看表示物體的冷熱程度。從微觀角度看，溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。(3)壓強(qiáng)：垂直作用于容器壁單位面積上的壓力。單位：帕(Pa)。,2氣體的狀態(tài)由狀態(tài)參量決定，對(duì)一定質(zhì)量的氣體來(lái)說(shuō)，當(dāng)三個(gè)狀態(tài)參量都不變時(shí)，我們就說(shuō)氣體的狀態(tài)一定，否則氣體的狀態(tài)就發(fā)生了變化。對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)、溫度、體積三個(gè)狀態(tài)參量中只有一個(gè)量變而其他量不變是不可能的，起碼其中的兩個(gè)量變或三個(gè)量都發(fā)生變化。,(湛江市20132014學(xué)年高二下學(xué)期期末)下列過(guò)程可能發(fā)生的是()A氣體的溫度變化，但壓強(qiáng)、體積保持不變B氣體的溫度、壓強(qiáng)保持不變，而體積發(fā)生變化C氣體的溫度保持不變，而壓強(qiáng)、體積發(fā)生變化D氣體的溫度、壓強(qiáng)、體積都發(fā)生變化答案：CD解析：p、V、T三個(gè)量中，可以?xún)蓚€(gè)量發(fā)生變化，一個(gè)量恒定；也可以三個(gè)量同時(shí)發(fā)生變化；一個(gè)量變化的情況是不存在的，故C、D選項(xiàng)正確。,3利用玻意耳定律解題的基本思路(1)明確研究對(duì)象根據(jù)題意確定所研究的氣體，質(zhì)量不變，溫度不變，有時(shí)氣體的質(zhì)量發(fā)生變化時(shí)，需通過(guò)設(shè)想，把變質(zhì)量轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量，才能應(yīng)用玻意耳定律。(2)明確狀態(tài)參量即找出氣體狀態(tài)變化前后的兩組p、V值。,(3)列方程、求解因?yàn)槭潜壤?，?jì)算中只需使相應(yīng)量(p1、p2及V1、V2)的單位統(tǒng)一，不一定用國(guó)際單位制的單位。(4)檢驗(yàn)結(jié)果，在等溫變化中，有時(shí)列方程求解會(huì)得到兩個(gè)結(jié)果，應(yīng)通過(guò)合理性的檢驗(yàn)決定取舍。,(成都市20142015學(xué)年高二下學(xué)期三校聯(lián)考)如圖為一種減震墊，上面布滿(mǎn)了圓柱狀薄膜氣泡，每個(gè)氣泡內(nèi)充滿(mǎn)體積為V0，壓強(qiáng)為p0的氣體，當(dāng)平板狀物品平放在氣泡上時(shí)，氣泡被壓縮。若氣泡內(nèi)氣體可視為理想氣體，其溫度保持不變，當(dāng)體積壓縮到V時(shí)氣泡與物品接觸面的面積為S，求此時(shí)每個(gè)氣泡內(nèi)氣體對(duì)接觸面處薄膜的壓力。,三、氣體等溫變化圖象,(壽光市實(shí)驗(yàn)中學(xué)20142015學(xué)年高二下學(xué)期檢測(cè))如圖所示，由導(dǎo)熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁之間無(wú)摩擦，活塞上方存有少量液體。將一細(xì)管插入液體，由于虹吸現(xiàn)象，活塞上方液體緩慢流出，在此過(guò)程中，大氣壓強(qiáng)與外界的溫度保持不變。下列各個(gè)描述理想氣體狀態(tài)變化的圖象中與上述過(guò)程相符合的是(),答案：D解析：封閉氣體做的是等溫變化，只有D圖線(xiàn)是等溫線(xiàn)，故D正確。,四、氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法1容器靜止時(shí)求封閉氣體的壓強(qiáng)(1)求由液體封閉的氣體壓強(qiáng)，應(yīng)選擇最低液面列壓強(qiáng)平衡方程。(2)在考慮與氣體接觸的液柱所產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)時(shí)，應(yīng)特別注意液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)gh中的h是表示豎直高度(不是傾斜長(zhǎng)度)。(3)連通器原理：在連通器中同一液體(中間液體不間斷)的同一水平液面上壓強(qiáng)是相等的。(4)求由固體封閉(如氣缸或活塞封閉)氣體的壓強(qiáng)，應(yīng)對(duì)此固體(氣缸或活塞)進(jìn)行受力分析，列合力平衡方程。,2容器加速時(shí)求封閉氣體的壓強(qiáng)恰當(dāng)?shù)剡x擇研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，然后依據(jù)牛頓第二定律列式求封閉氣體的壓強(qiáng)，把求解壓強(qiáng)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為力學(xué)問(wèn)題求解。,特別提醒：壓強(qiáng)關(guān)系的實(shí)質(zhì)反應(yīng)力的關(guān)系，力的關(guān)系由物體的狀態(tài)來(lái)確定。,如圖所示，玻璃管中都灌有水銀，分別求出幾種情況被封閉的氣體的壓強(qiáng)(設(shè)大氣壓強(qiáng)為76厘米汞柱)。,答案：(1)pAp0ph71cmHg(2)pAp0ph66cmHg(3)pAp0ph(7610sin30)cmHg81cmHg(4)pAp0ph71cmHgpBpAph66cmHg,(遼寧師大附中20142015學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖所示，一個(gè)橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置，金屬圓板的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為，圓板的質(zhì)量為M，不計(jì)圓板與容器內(nèi)壁的摩擦。若大氣壓強(qiáng)為p0，則被圓板封閉在容器中的氣體的壓強(qiáng)等于(),壓強(qiáng)的計(jì)算,點(diǎn)評(píng)：當(dāng)由液體或固體(活塞)封閉一部分氣體，而且處于平衡狀態(tài)時(shí)，確定氣體的壓強(qiáng)，可以以封閉氣體的液體或固定為研究對(duì)象，分析其受力情況，由平衡條件列出方程，從而求得氣體的壓強(qiáng)。,有一段12cm長(zhǎng)的汞柱，在均勻玻璃管中封住一定質(zhì)量的氣體，若開(kāi)口向上將玻璃管放置在傾角為30的光滑斜面上，在下滑過(guò)程中被封氣體的壓強(qiáng)為(大氣壓強(qiáng)p076cmHg)()A76cmHgB82cmHgC88cmHgD70cmHg答案：A,如圖所示，一個(gè)上下都與大氣相通的直圓筒，內(nèi)部橫截面積為S0.01m2，中間用兩個(gè)活塞A和B封住一定質(zhì)量的氣體。A、B都可沿圓筒無(wú)摩擦地上下滑動(dòng)，且不漏氣。A的質(zhì)量不計(jì)，B的質(zhì)量為M，并與一勁度系數(shù)為k5103N/m的較長(zhǎng)的彈簧相連。已知大氣壓p01105Pa，,玻意耳定律的應(yīng)用,平衡時(shí)兩活塞之間的距離l00.6m，現(xiàn)用力壓A，使之緩慢向下移動(dòng)一段距離后，保持平衡。此時(shí)用于壓A的力F500N，求活塞A下移的距離。,一個(gè)氣泡從水底升到水面上時(shí)，它的體積增大2倍，設(shè)水的密度為1103kg/m3，大氣壓強(qiáng)p01.0105Pa，水底與水面溫差不計(jì)，求水的深度。(g10m/s2)答案：20m,如圖所示是一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的pV圖象，氣體由狀態(tài)A變化至狀態(tài)B的過(guò)程中，氣體分子平均速率的變化情況是()A一直保持不變B一直增大C一直減小D先增大后減小,pV圖象的應(yīng)用,解析：由圖象可知，pAVApBVB，所以A、B兩狀態(tài)的溫度相等，在同一等溫線(xiàn)上，可在pV圖上作出幾條等溫線(xiàn)，如圖所示。由于離原點(diǎn)越遠(yuǎn)的等溫線(xiàn)溫度越高，所以從狀態(tài)A到狀態(tài)B溫度應(yīng)先升高后降低，分子平均速率先增大后減小。答案：D,(2014濰坊一模)如圖所示，DABC表示一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過(guò)程，則下列說(shuō)法正確的是()ADA是一個(gè)等溫過(guò)程BAB是一個(gè)等溫過(guò)程CA與B的狀態(tài)參量相同DBC體積減小，壓強(qiáng)減小，溫度不變答案：A,(南陽(yáng)市20142015學(xué)年高二下學(xué)期期中)農(nóng)村常用來(lái)噴射農(nóng)藥的壓縮噴霧器的結(jié)構(gòu)如圖所示，A的容積為7.5L，裝入藥液后，藥液上方體積為1.5L，關(guān)閉閥門(mén)K，用打氣筒B每次打進(jìn)105Pa的空氣250cm3。求：,探究應(yīng)用,(1)要使藥液上方氣體的壓強(qiáng)為4105Pa，打氣筒活塞應(yīng)打幾次？(2)當(dāng)A中有4105Pa的空氣后，打開(kāi)閥門(mén)K可噴射藥液，直到不能?chē)娚鋾r(shí)，噴射器剩余多少體積的藥液。,解析：向噴霧器容器A中打氣，是一個(gè)等溫壓縮過(guò)程。按實(shí)際情況，在A中裝入藥液后，藥液上方必須留有空間，而已知有105Pa的空氣1.5L，把這部分空氣和歷次打入的空氣一起作為研究對(duì)象，變質(zhì)量問(wèn)題便轉(zhuǎn)化成了定質(zhì)量問(wèn)題。向A中打入空氣后，打開(kāi)閥門(mén)K噴射藥液，A中空氣則經(jīng)歷了一個(gè)等溫膨脹過(guò)程，根據(jù)兩過(guò)程中氣體的初、末狀態(tài)量，運(yùn)用玻意耳定律，便可順利求解本題。,如圖所示的是醫(yī)院用于靜脈滴注的裝置示意圖，倒置的輸液瓶上方有一氣室A，密封的瓶口處的軟木塞上插有兩根細(xì)管，其中a管與大氣相通，b管為輸液軟管，中間又有一氣室B，而其c端則通過(guò)針頭接人體靜脈。,(1)若氣室A、B中的壓強(qiáng)分別為pA、pB則它們與外界大氣壓強(qiáng)p0間的大小關(guān)系應(yīng)為_(kāi)；(2)當(dāng)輸液瓶懸掛高度與輸液軟管內(nèi)徑確定的情況下，藥液滴注的速度是_。(填“越滴越快”、“越滴越慢”或“恒定”),答案：(1)pB>p0>pA(2)恒定解析：(1)因a管與大氣相通，故可以認(rèn)為a管上端處壓強(qiáng)即為大氣壓強(qiáng)，這樣易得pAp0，即有pB>p0>pA。(2)當(dāng)輸液瓶懸掛高度與輸液軟管內(nèi)徑確定時(shí)，由于a管上端處的壓強(qiáng)與人體血管中的壓強(qiáng)都保持不變，故b管中間氣體部分的壓強(qiáng)也不變，所以藥液滴注的速度是恒定不變的。,易錯(cuò)點(diǎn)：不能正確地選取研究對(duì)象利用玻意耳定律處理問(wèn)題案例：空氣壓縮機(jī)的儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)有1.0atm的空氣6.0L，現(xiàn)再充入1.0atm的空氣9.0L。設(shè)充氣過(guò)程為等溫過(guò)程，空氣可看作理想氣體，則充氣后儲(chǔ)氣罐中氣體壓強(qiáng)為()A2.5atmB2.0atmC1.5atmD1.0atm,易錯(cuò)分析：易錯(cuò)選項(xiàng)及錯(cuò)誤原因分析如下：,正確解答：選取原有6.0L空氣和再充入的9.0L空氣整體為研究對(duì)象。滿(mǎn)足玻意耳定律的適用條件，依題意可知p11atm，V115.0L，V26.0L，據(jù)p1V1p2V2得p22.5atm，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。正確答案：A,