2.2 气体的等温变化 学案（Word版含答案）

第二章气体、固体和液体 第2节气体的等温变化 1、知道什么是等温变化； 2、知道玻意耳定律是实验定律；掌握玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用条件； 3、理解气体等温变化的 p-V 图象的物理意义； 4、知道用分子动理论对玻意耳定律的定性解释； 5、会用玻意耳定律计算有关的问题。 知识点一、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)，1 m3＝103 dm3(L)＝106 cm3(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＋273.15 K。 (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1.01×105 Pa。 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。 知识点二、．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)。 知识点三、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。 1．如图所示，容器A的容积V1=9 L，内部充满空气，压强p1=1.0×106 Pa，真空容器B的容积 V2=10 L，由一个带阀门K的细管与A相通。现打开阀门K一会儿，关闭后容器A中的压强降到p2=6.0×105Pa，已知两容器导热性能良好，此过程中环境温度保持不变，求容器B中空气压强P3多大？ 【答案】 【详解】 将容积A中的气体等温变到压强，体积为，由玻意耳定律有 将的气体等温装入容器B，压强为，由玻意耳定律有 解得 2．小明在一个带刻度的玻璃瓶口上，装上带细管的瓶塞，用它来测量泳池池水的深度。入水前，盖紧瓶塞，封闭细管；瓶子到达池底时，瓶口向下，打开细管，让水流入瓶中（瓶中气体不外溢），稳定后再次封闭细管，此时瓶中液面如图（b）所示，将瓶旋转，瓶口朝上，此时瓶中液面如图（c）所示，已知当地大气压强p0=1.0×105Pa，水的密度p=10×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2，玻璃瓶刻度单位为mL，忽略环境温度变化，则： （1）由图（b）、（c）可知图（c）中气体体积是多少？并请推算瓶子的总体积V； （2）该泳池的池水深度是多少？ 【答案】（1）200mL；300mL（2）5m 【详解】 （1）由图（b ... ...