2019_2020学年高中物理第2章气体定律与人类生活1气体的状态2玻意耳定律精练沪教版选修3_3.doc

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1、气体的状态玻意耳定律　1.理解气体的状态和状态参量的意义．会进行热力学温度跟摄氏温度之间的换算．(重点)　2.会计算气体的压强，知道压强的不同单位，必要时会进行换算．　3.掌握玻意耳定律，并能应用它解决气体的等温变化问题．(重点＋难点)4．知道气体等温变化的p－V图像，即等温线．,　　　　　　　　一、描述气体状态的状态参量1．在物理学中，可以用温度T、体积V、压强p来描述一定质量气体的宏观状态，这三个物理量叫做气体的状态参量．2．在国际单位制中，用热力学温标表示的温度，叫做热力学温度．用符号T表示，它的单位是开尔文，简称开，符号是K

2、．它与摄氏温度的关系是T＝t＋273.15．3．体积：气体的体积是指气体分子能达到的空间．在国际单位制中，其单位是立方米，符号m3.体积的单位还有升(L)、毫升(mL).1L＝10－3m3，1mL＝10－6m3.4．压强：气体作用在器壁单位面积上的压力叫压强．在国际单位制中，压强的单位是帕，符号Pa.1Pa＝1N/m2，常用的单位还有标准大气压(atm)，1atm＝1.01×105Pa＝76cmHg.二、怎样研究气体的状态变化　一定质量的理想气体，如果其状态参量中有两个或者三个发生了变化，我们就说气体的状态发生了变化，只有一个参量发

3、生变化而其他参量不变的情形是不会发生的．1．在物理学上，忽略分子本身体积和分子间的引力和斥力作用的气体叫做理想气体．实验指出，当温度不太低，压强不太大时，所有的气体都可以看做理想气体．2．在研究气体的状态变化时，我们采用了控制变量法，即先保持一个参量不变，研究其他两个参量之间的关系，进而确定三个参量之间的变化规律．3．使一定质量的气体在温度保持不变的情况下发生的状态变化过程，叫做等温过程，相应地，还有等容过程和等压过程．三、探究气体等温变化规律1．实验装置如图所示．以厚壁玻璃管内一定质量的空气作为研究对象．通过脚踏泵对管内的空气施加

4、不同的压强，使管内空气的体积发生相应的变化．然后在压强计和刻度尺14上读出气体的压强和相应的体积．2．实验结论(1)内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比．(2)公式：＝或p1V1＝p2V2.四、玻意耳定律的微观解释一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的，压强的大小完全由分子密度决定．当体积减小为原来的一半时，分子密度增大为原来的2倍，因此压强也增大为原来的2倍，即气体的压强与体积的乘积不变，或者说气体的压强与体积成反比．　气体压强的计算1．静止或匀速运动系统中压强的计算方法(1)参考液片法：

5、选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等．进而求得气体压强．例如，图中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A，在其最低处取一液片B，由其两侧受力平衡可知(pA＋ph0)S＝(p0＋ph＋ph0)S.即pA＝p0＋ph.(2)力平衡法：选与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强．14(3)连通器原理：在连通器中，同一种液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强相等，如图中同一液面C、D处压强相等，即pA＝p0＋ph.2

6、．容器加速运动时封闭气体压强的计算：当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱、汽缸或活塞为研究对象进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭的压强．如图所示，当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱有：pS－p0S－mg＝ma得p＝p0＋.总之，以上两种情况求压强时，首先是选好研究对象，然后受力分析，特别要注意内、外气体的压力，最后根据平衡条件或非平衡条件列方程求解．命题视角1　水银封闭气体压强的计算　如图所示，竖直放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内．已知水银柱a长10cm，水

7、银柱b两个液面间的高度差为5cm，大气压强为75cmHg，求空气柱A、B的压强．[解析]　设气体A、B产生的压强分别为pA、pB，管截面积为S，取a液柱为研究对象进行受力分析如图甲所示，得pAS＋mag＝p0S，而paS＝ρgh1S＝mag，故pAS＋paS＝p0S14所以pA＝p0－pa＝75cmHg－10cmHg＝65cmHg取液柱b为研究对象进行受力分析如图乙所示，同理可得pBS＋pbS＝pAS所以pB＝pA－pb＝65cmHg－5cmHg＝60cmHg.[答案]　65cmHg　60cmHg命题视角2　活塞封闭气体压强的计算　

8、一圆形汽缸静止于地面上，如图所示．汽缸筒的质量为M，活塞的质量为m，活塞的面积为S，大气压强为p0.现将活塞缓慢向上提，求汽缸刚离开地面时汽缸内气体的压强．(忽略汽缸壁与活塞间的摩擦)[思路点拨]对活塞、整体(活塞和汽缸)分别受力分析