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1、理想气体图象专题一、气体图象问题综说图像法是根据题意把抽象复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像，将物理量间的代数关系转变为几何关系，运用图像直观、形象、简明的特点，来分析解决物理问题，由此达到化难为易，化繁为简的目的。用图象法来解题，往往比用其他数学方法更简捷、形象和直观，易于理解和接受。用图象法解题时，必须要做到以下几点：(1)熟悉各种物理图象，搞清一个物理量随另一个物理量的变化关系，掌握物理图象所反映的物理过程，能区别相近或相似的图象．(2)要能识别纵横坐标所代表的物理量以及物理意义，明确物理图象中的点、线、截距、斜率、峰值、面积、交点所代表的物理意义．(3)注意各段图线所表
2、示的物理过程，会分析物理过程中的临界状态．(4)要能根据题目要求绘制物理图象或进行图象转换．概括起来说，把握图象特点,理解图象所反映的运动性质和物理过程时要做到“七"看：(1)看坐标轴。不同的图象表示的物理意义不同，坐标轴代表的物理量不同．如振动图象和波动图象中横轴代表的物理量不同．(2)看图线特征。根据图线特征，可初步掌握所反映的物理过程，以两个相关量的变化趋势，才能进一步分析图象的物理内容．(3)看截距。截距一般表示初态物理量的大小(有的还表示方向)，要能分析出其隐含的物理内容．(4)看斜率。斜率反映了一个物理量随另一个物理量变化的快慢程度．斜率还可以表示某些隐含的物理量的大小
3、和方向．(5)看交点。交点有丰富的物理内涵。两条图线相交表示两个过程具有相同物理量和对应的条件；图线(也包括延长线)与坐标轴相交可表示某些特殊的物理状态．(6)看峰值。从峰值可以找出取得峰值的隐含的物理条件。(7)看图线围成的面积。p一V图围成的面积代表气体做功。二、典型题例析1．图象选择题[例1]下列各图中，P表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，t表示摄氏温度，各图中正确描述一定质量理想气体等压变化规律的是（）解析：AC2．作图题[例2]图1中的实线表示1摩尔的理想气体发生状态变化时的p-V图线,变化过程是由状态A出发,经过B、C、D诸状态,最后又回到状态A,试将这全部过程准
4、确地画在图2所示的p-T图中.解析：本题的关键是作图的规范、准确和完整，从评分说明即可体会解答要求。全题10分.(1)3分,(2)7分.(1)中,每个答案,正确的给1分；数值错误的,给0分.数值正确而缺单位或单位错误的,无论在几个答案中出现,只扣1分.直接由P-V图上断定VB=20升,并正确求出TB的,同样给分.(2)中,A、B、C、D四个点,每个点正确标明的,各给1分.AB、BC、CD三条图线画正确并说明是什么过程的,各给1分;图线画对而未说明是什么过程的,各给0分；在图上未画箭头或三个箭头未画全的,扣1分.图上两个坐标轴每有一个未注明坐标分度值的,扣1分.3．图象转换[例3]使
5、一定质量的理想气体的状态按图1中箭头所示的顺序变化,图线BC是一段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线.(1)已知气体在状态A的温度TA=300K,求气体在状态B、C和D的温度各是多少.(2)将上述状态变化过程在图2中画成用体积V和温度T表示的图线(图中要标明A、B、C、D四点,并且要画箭头表示变化的方向).说明每段图线各表示什么过程.解析:(1)由P-V图上可知,气体在A、B、C、D各状态下的压强和体积分别为PA=4atm,VA=10L；PB=4atm；PC=2atm,VC=40L；PD=2atm,VD=20L.已知TA=300K,设气体在C、D各状态下的温度分别为TC、TD,则根据理想
6、气体状态方程有:由此可求得:TC=600K；TD=300K.由于在P-V图上.图线BC是一段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线,在这一状态变化过程中PV=常数,所以PPVP=PCVC由此可求得:由PV=常数,可断定BC是等温过程,设气体在状态B的温度为TB则:TB=TC=600K.(2)在V-T图上状态变化过程的图线如图。AB是等压过程,BC是等温过程,CD是等压过程.４．图象类实验题[例4]一同学用下图装置研究一定质量气体的压强与体积的关系实验过程中温度保持不变．最初，U形管两臂中的水银面齐平，烧瓶中无水．当用注射器往烧瓶中注入水时，U形管两臂中的水银面出现高度差．实验的部分数据记录在
7、下表．(1)根据表中数据，在右图中画出该实验的h－l／V关系图线．(2)实验时，大气压强P0＝__________cmHg．气体体积V(ml)800674600531500水银面高度差h(cm)014.025.038.045.0解析：(1)如右图所示(2)75.0cmHg(74.5cmHg～75.5cmHg)５．构造图象解题[例5]一定量的理想气体,处在某一初始状态.现在要使它的温度经过状态变化后回到初始状态的温度,用下列哪些过程可能实现?〔〕A、先保持压强不变而使它
