高中物理第八章气体1气体的等温变化学案新人教版选修3_3

《高中物理第八章气体1气体的等温变化学案新人教版选修3_3》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1　气体的等温变化1．气体的状态参量用来描述气体状态的体积、压强、温度三个物理量叫气体的状态参量。(1)体积：气体的体积是指气体分子所充满容器的容积，即气体所能到达的空间。单位：米3(m3)，1m3＝103dm3(L)＝106cm3(mL)。(2)温度：表示物体的冷热程度。从分子动理论来看，标志着物体内部分子无规则热运动的剧烈程度。单位：开尔文(K)，热力学温度与摄氏温度的关系：T＝t＋273.15K。(3)压强：气体的压强是气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。单位：帕斯卡(Pa)，一个大气压约为1.01×105Pa。一定质量的气体，它的体积、压强、温度的变化是相互联系的，对于一

2、定质量的气体来说，这三个量不变，我们就说气体处于一定的状态中；如果三个量中有两个改变或三个都发生改变，我们就说气体状态发生了变化。【例1】分析自行车车胎漏气过程中的状态参量的变化。解析：以车胎中原有气体为研究对象，漏气过程是胎内气体等温情况下的膨胀过程，随其体积的增大，单位时间内撞击内胎的分子数减少，压强减小。答案：自行车车胎漏气过程中压强减小，体积增大。题后反思：气体只有一个状态参量发生变化是不可能的。2．玻意耳定律(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成反比，即pV＝常量，或p1V1＝p2V2。其中p1、V1和p2、V2分别表示气体在1、2两个

3、不同状态下的压强和体积。(2)研究对象：一定质量的气体，且这一部分气体保持温度不变。(3)适用条件：①压强不太大(与大气压相比)，温度不太低(与室温相比)。②被研究的气体质量不变，温度不变。(4)数学表达式：＝，或p1V1＝p2V2，或pV＝C(常量)。辨误区：玻意耳定律的理解　①玻意耳定律p1V1＝p2V2是个实验定律，阐述的是在温度不变的情况下，一定质量的气体的变化规律，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。②此定律中的常量C不是一个普适常量，它与气体所处的温度高低有关，温度越高，常量C越大。③由于经常使用p1V1＝p2V2或＝这两种形

4、式，故对单位要求使用统一单位即可。【例2】一气象探测气球，在充有压强为1×105Pa(即76.0cmHg)、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50m3。在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气压强逐渐减到4.7×104Pa(36.0cmHg)，气球内部因启动持续加热过程而维持其温度不变。求此时氦气的体积(忽略气体的质量变化)。解析：气球在升空过程中，气球内部因启动持续加热过程而维持其温度不变，对于内部气体而言是一定质量的气体发生等温变化，符合玻意耳定律的条件，可以用玻意耳定律解决。在气球上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程。根据玻意耳定律有p

5、1V1＝p2V2①上式中p1＝76.0cmHg，V1＝3.50m3，p2＝36.0cmHg，V2是在此等温过程末氦气的体积。由①式得V2＝7.39m3。②答案：7.39m33.气体等温变化的pV图象在pV坐标系上，每一个点表示气体的一个状态，一定质量的气体在温度不变时，其压强随体积的变化而变化的规律，在pV直角坐标系上，是一条被称为等温线的曲线(如图甲所示)。若将横坐标改为，则在p直角坐标系中，表示等温变化的图线变为通过坐标原点的斜直线(如图乙所示)。(1)在pV图中，等温线是以两坐标轴为渐近线的一簇双曲线(反比例函数)，每一条双曲线表示一个等温变化过程，由定质量理想气体状态

6、方程pV＝C(常量)可知：过等温线上任意一点作两坐标轴的平行线围成的“矩形面积”，表示该状态下的pV值，“面积”越大，pV值就越大，对应的T值也越大，在图甲所示中，T2＞T1。(2)定质量气体的等温变化过程，也可以用p图象来表示，如图乙所示。等温线是通过原点的直线，由于气体的体积不能无穷大，所以靠近原点附近处应用虚线表示，该直线的斜率k＝p/＝pV∝T，即斜率越大，气体做等温变化的温度越高。【例3】如图所示，A、B是一定质量的理想气体在两条等温线上的两个状态点，这两点与坐标原点O和对应坐标轴上的VA、VB坐标所围成的三角形面积分别为SA、SB，对应温度分别为TA和TB，则(　

7、　)A．SA＞SB　TA＞TB　　B．SA＝SB　TA＜TBC．SA＜SB　TA＜TBD．SA＞SB　TA＜TB解析：由图象可知：三角形的面积等于p与V乘积的，所以SA＝pAVA　SB＝pBVB在A点所在的等温线中，其上各点的pV乘积相同，因为p与V成反比，所以pAVA＜pBVB，故SA＜SB。又因为离原点越远，温度越高，所以TA＜TB。答案：C4．汞柱移动问题的解法当被封闭气体的状态发生变化时，将引起与之关联的汞柱、活塞发生移动，是否移动以及如何移动的问题可以通过假设推理法来解决。(1)假设推理法：根