第一节 气体实验定律(Ⅰ) 1.知道描述气体状态的三个参量和等温变化,熟记玻意耳定律的内容及公式,能解释相关等温变化的现象. 2.理解等温变化和玻意耳定律的内容,会应用公式和图像解决相关的等温变化的问题. 3.通过两个实验的探究,学会用控制变量法处理问题,与他人合作交流,并能解决实验中的问题,提高动手、动脑能力,培养学科学、用科学、探索科学的积极态度. 知识点一 玻意耳定律 1.状态参量:描述一定质量气体状态的量:有体积、压强和温度三个. 2.等温变化:一定质量的气体,在温度不变时,其压强大小与体积大小的变化关系. 3.玻意耳定律 (1)内容:一定质量的气体,在温度不变的情况下,其压强与体积成反比. (2)公式:p1V1=p2V2. (3)适用条件: ①气体质量不变,温度不变. ②气体温度不太低,压强不太大. 保持气体的质量不变是研究等温变化的条件. 知识点二 等温图像 1.p -V图像:一定质量的气体的p -V图像为一条双曲线,如图甲所示. 甲 乙 2.p-图像:一定质量的气体的p-图像为过原点的倾斜直线,如图乙所示. 可利用图像判断气体与外界的做功情况,若气体体积增大,则气体对外做功. 1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)一定质量的气体压强跟体积成反比. (×) (2)一定质量的气体压强跟体积成正比. (×) (3)玻意耳定律适用于质量不变、温度变化的任何气体. (×) (4)p -V图像描述了一定质量的气体等温变化的关系. (√) 2.(多选)如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线,则下列说法正确的是( ) A.从等温线可以看出,一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成反比 B.一定质量的气体,在不同温度下的等温线是不同的 C.一定质量的气体,温度越高,气体压强与体积的乘积越小 D.由图可知T1>T2 AB [由等温线的物理意义可知,A、B正确;对于一定质量的气体,温度越高,气体压强与体积乘积越大,等温线的位置越高,C、D错.] 3.一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中,管竖直放置时,管内水银面比管外高h cm,上端空气柱长为L cm,如图所示,已知大气压强为H cmHg,此时封闭气体的压强是_____cmHg. [解析] 取等压面法,选管外水银面为等压面,则由p气+ph=p0,得p气=p0-ph,即p气=(H-h) cmHg. [答案] H-h 在一个恒温池中,一串串气泡由池底慢慢升到水面,有趣的是气泡在上升过程中,体积逐渐变大,到水面时就会破裂. 请思考: (1)上升过程中,气泡内气体的温度发生改变吗? (2)上升过程中,气泡内气体的压强怎么改变? (3)气泡在上升过程中体积为何会变大? 提示:(1)因为在恒温池中,所以气泡内气体的温度保持不变. (2)变小. (3)由玻意耳定律pV=C可知,压强变小,气体的体积增大. 封闭气体压强的计算 1.静止或匀速运动系统中压强的计算方法 (1)参考液片法: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,建立受力平衡方程消去面积,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:选取与封闭气体接触的液柱(或活塞、气缸)为研究对象进行受力分析,由F合=0列式求气体压强. (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,pA=p0+ph. 2.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、气缸或活塞为研究对象,并对其进行受力分析,然后由牛顿第二定律列方程,求出封闭气体的压强. 如图,当竖直放置的玻璃管向上加速运动时,对液柱受 ... ...
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