2019年物理粤教选修3-3学案 第二章+第七节+气体实验定律（Ⅰ）+Word版含解析

第七节气体实验定律(Ⅰ) 1．气体的状态变化是指气体的状态参量变化，为研究气体三个状态参量的变化规律，采用了控制变量法，在探究玻意尔定律的实验中，是保持温度不变，研究的压强和体积的关系。 2．用注射器和DISLab系统研究得到的实验结论是：一定质量的气体，在温度不变时，p -图线是一条过原点的直线，p -V图线是双曲线的一支。 3．若用p1、V1、p2、V2分别表示一定质量气体在等温下的两个状态，则由玻意耳定律有p1V1＝p2V2或＝。 4.如图所示，是一定质量气体的等温线，气体从状态A变化到状态B的过程中，压强增大，体积减小，两状态的温度相等，从微观上讲，气体分子的平均动能不变，分子密度增大。 5．一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的2倍，则压强变为原来的倍；若压强增大为原来的4倍，则体积变为原来的倍。 玻意耳定律 1.气体的状态变化 气体的状态由状态参量决定，对一定质量的气体来说，当三个状态参量都不变时，我们就说气体的状态一定，否则气体的状态就发生了变化。对于一定质量的气体，压强、温度、体积三个状态参量中只有一个量变而其他量不变是不可能的，至少有两个量变或三个量都发生变化。 2．探究气体等温变化的规律 (1)研究方法：控制变量法(温度不变，研究压强和体积的变化规律)。 (2)实验探究 ①实验器材：DISLab系统、注射器 ②研究对象：注射器内被封闭的空气柱。 ③数据收集及处理：气体的体积由注射器读出，压强由DISLab系统通过压强传感器和数据采集器自动完成并输入计算机处理，得到p -V、p -1/V图线。 ④分析图线得到结论。 3．玻意耳定律 (1)等温过程：气体在温度不变的情况下发生的状态变化过程。 (2)定律内容：一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强和体积成反比。 (3)公式：＝或p1V1＝p2V2＝恒量。 (4)对定律的理解 ①适用条件：a.温度不太低，压强不太大。 b．气体的质量一定，温度不变。 ②玻意耳定律p1V1＝p2V2是个实验定律，明确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。 4．利用玻意耳定律解题的基本思路 (1)明确研究对象，根据题意确定所研究的是哪部分封闭气体，注意其质量和温度应不变。 (2)明确状态参量，找准所研究气体初、末状态的p、V值。 (3)根据玻意耳定律列方程求解。 (1)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。 (2)一定质量的气体在等温变化过程中，分子的平均动能不变。当体积发生变化时，气体分子密度就发生变化，从而引起压强变化。 1．[多选]一定质量的气体保持温度不变，当体积膨胀为原来的10倍时，则(　　) A．气体分子数变为原来的10倍 B．气体分子的平均动能变为原来的 C．气体分子的密度变为原来的 D．器壁的同一面积上所受气体分子的平均作用力减小为原来的 解析：选CD　研究对象已确定，分子总数是不变的。又因为温度恒定，故分子平均动能不变。体积膨胀为原来的10倍，单位体积内的气体分子数(即气体分子密度)变为原来的，因而压强变为原来的，故同一面积上所受分子的平均作用力也变为原来的。故正确答案为C、D。 气体的等温变化图像 1.p -V图 (1)一定质量的气体，在温度不变的情况下p与V成反比，因此等温变化的p -V图像是双曲线的一支。 (2)如图是一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，作V轴的平行线分别交图线上的A、B两点，该两点的温度关系即为两等温线的温度关系，pA＝pB，但VAt1。 2．p -图 一定质量的气体，温度不变时，pV＝恒量，p与V成反比，p与就成正比，在p -图上的等温线应是过原点的直线(如图所示) ... ...