江苏省徐州市王杰中学高三物理《81 气体的等温变化》学案(人教版选修3-3)

2气体的等容变化和等压变化［学习目标］ 1.知道什么是等容变化和等压变化． 2. 知道查理定律、盖—吕萨克定律的内容及表达式并会用这些定律处理问题．（难点）3。

知道p－T图象、V－T图象的物理意义并会运用其分析处理等容、等压变化过程．（难点）知识点一气体的等容变化1．等容变化一定质量的气体在体积不变时压强随温度的变化．2．查理定律(1)文字表述：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下,压强p与热力学温度T成正比．(2)公式表达：p＝CT或错误!＝错误!或错误!＝错误!。

(3)图象表达（4)适用条件：气体的质量一定,气体的体积不变．［思考]我国民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，即用一个小罐，将纸燃烧后放入罐内，然后迅速将火罐开口端紧压在人体的皮肤上，待火罐冷却后，火罐就被紧紧地“吸"在皮肤上．你知道其中的道理吗?【提示】火罐内的气体体积一定，冷却后气体的温度降低，压强减小,故在大气压力作用下被“吸”在皮肤上．［判断］1．在等容过程中，压强p与摄氏温度成正比．(×)2．在等容过程中的p－T图象是双曲线的一支．（×)3．等容过程的p－错误!图象是一条通过原点的直线．(×）知识点二气体的等压变化［填空］1．等压变化质量一定的气体，在压强不变的条件下，体积随温度的变化．2．盖—吕萨克定律（1)文字表述：一定质量的某种气体,在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比．（2)公式表达:V ＝CT或错误!＝错误!或错误!＝错误!.(3)适用条件：气体质量一定；气体压强不变．3．图象[思考]能否参考一定质量的某种气体的等容变化的p－t图象，画出一定质量气体等压变化的V－t图象?【提示】运用“外推法”可知t＝－273。

15 ℃时，V＝0,其V－t图象如图所示：[判断］1．一定质量的气体，若体积变大,则温度一定升高．（×）2．一定质量的气体，体积与温度成反比．(×）3．一定质量的某种气体，在压强不变时，其V－T图象是过原点的直线．（√)考点一查理定律和盖-吕萨克定律的应用（深化理解)1．两定律的比较定律查理定律盖—吕萨克定律表达式错误!＝错误!＝恒量错误!＝错误!＝恒量成立条件气体的质量一定，体积不变气体的质量一定，压强不变图线表达直线的斜率越大，体积越小,直线的斜率越大，压强越小，如图,p2＜p1如图,V2＜V12.【例题1】(2014·新课标全国卷Ⅱ)如图8­2。

【学习目标】1、知识与技能（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。

教学过程：第一节气体的等温变化玻意耳定律（一）引入新课对照牛顿第二定律的研究过程先m一定，a∝F；再F一定，a∝1/m，现在我们利用这种控制条件的研究方法，研究气体状态参量之间的关系。

（二）新课教学1、一定质量的气体保持温度不变，压强与体积的关系思考：怎样保证气体的质量是一定的？怎样保证气体的温度是一定的？（密封好；缓慢移活塞，筒不与手接触）2、较精确的研究一定质量的气体温度保持不变，压强与体积的关系（1）介绍实验装置，观察实验装置，并回答：①研究哪部分气体？②A管中气体体积怎样表示？（l·S）③阀门a打开时，A管中气体压强多大？阀门a闭合时A管中气体压强多大？（p0）④欲使A管中气体体积减小，压强增大，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的表达式（p=p0+h）。

⑤欲使A管中气体体积增大，压强减小，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的表达式（p=p0-h）。

⑥实验过程中的恒温是什么温度？为保证A管中气体的温度恒定，在操作B管时应注意什么？（缓慢）（2）实验数据采集压强单位：mmHg；体积表示：倍率法环境温度：室温大气压强：p0= mmHg②A管中气体体积增大时(基准体积为V′)（3）实验结论：实验数据表明：一定质量的气体，在温度不变的条件下，体积缩小到原来的几分之一，它的压强就增大到原来的几倍；一定质量的气体，在温度不变的条件下，体积增大到原来的几倍，它的压强就减小为原来的几分之一。

改用其他气体做这个实验，结果相同。

3、玻意耳定律（1）定律内容表述之一一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。

数学表达式，设初态体积为V1，压强为p1；末态体积为V2，压强为p2。

一、学习目标1、能说出玻意尔定律内容、多种表达式和适用条件；2、能说出等温变化的P-V图象所反映出来的物理信息。

二、课堂导学1、压强（1）压强的定义式：，国际单位：，常用单位：；（2）标准状况下大气压强P o= p a= cmHg。

（3）液体内部压强特点：同一深度处的压强；液体可以把加在它上面的压强；液体由于自身重力产生的强压公式为。

（4）试确定以下四幅图中封闭气体的压强（已知大气压强为P o，液柱长度为h、密度为ρ）2、等温变化：的气体，在的条件下，研究其与的变化关系。

3、探究气体等温变化的规律（1）怎样保证气体的质量是一定的？很容易发现，空气柱的体积越小，压强就。

压强可能与体积成比，应作图像进行检验，试在坐标图中作出该图像。

4、玻意尔定律（1）内容：（2）数学表达式及选用条件：5、气体等温变化的P-V图象（1）图像形状：（2）同一气体不同等温线，如何比较温度高低？三、例题精讲例1．在温度均匀的水池中，有一空气泡从池底缓缓地向上浮起，在其上浮的过程中，泡内气体（）A．体积不变B．体积变大C．体积变小D．体积变化无法确定例2．如图所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条P－V1图线。

由图可知（）A．一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比B．一定质量的气体在发生等温变化时，其P－V1图线的延长线经过坐标原点的C．T1＞T2D．T1＜T2例3．如图所示，粗细均匀管内有长度为19cm的水银柱，封闭着一段空气柱。

当玻璃管开口向上竖直放置时，该空气柱长度为15cm。

现将玻璃管开口向上缓缓转至竖直位置，稳定后该空气柱长度为多少cm？（已知外界大气压相当于76cm高水银柱产生的气压，水银没有溢出管外）例4．某个容器的容积是10L，所装气体的压强是2.0×106Pa。

如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？（设大气压是1.0×105Pa）h第 1 页。

2 气体的等容变化和等压变化互动课堂疏导引导一、查理定律1.气体的等容变化：气体体积保持不变的情况下所发生的状态变化叫等容变化。

2。

等容变化规律(1）实验条件:①气体质量一定.②气体体积不变。

（2)实验过程:①在室温t1下封闭一定质量的气体在烧瓶中,记下气体的体积V1和压强p1=p0。

②把烧瓶放入冰水混合物的容器里，记下这时温度为t2=0 ℃,调整压强计保持气体体积不变,记下压强p2=p0-h。

如图8-2—1所示.图8-2—1③把烧瓶放在温度为t3的温水中,调整压强计保持气体体积不变，记下压强p3=p0+h′.（3）实验结论：一定质量的气体，在体积不变的条件下，气体的压强随温度升高而增大，随温度降低而减小。

3.查理定律也可表述为（与摄氏温度之间的关系)（1)定律:一定质量的气体，在体积不变的条件下,气体温度每升高(或降低)1 ℃,增加（或减少)的压强等于气体在0 ℃时压强的1/273。

这条规律叫做查理定律。

（2)公式：273100=-t p p p t 或)2731(01t p p += 其中p t 是温度为t 时的压强，p 0是0 ℃时的压强。

(3)等容曲线,如图8—2-2所示。

图8—2—24.热力学温标下的查理定律（1）定律：一定质量的气体,在体积不变的条件下,气体的压强跟热力学温度成正比.（2）公式：2211T p T p =. （3)等容曲线,如图8-2-3所示。

图8-2—3二、盖·吕萨克定律1.等压变化气体在压强不变的情况下发生的状态变化叫等压变化。

2.盖·吕萨克定律①内容:一定质量的气体在压强不变的情况下,它的体积跟热力学温度成正比。

②数学表达式：C TV =或2211T V T V =。

3。

等压变化图象由函数式C T V ,得V=CT 。

在V-T 坐标系中,等压线是一条通过标原点的倾斜的直线。

对于一定质量的气体，不同等压线的斜率不同。

斜率越小,压强越大，如图8-2-4所示，p 2＞p 1。

一、学习目标1、能说出玻意尔定律内容、多种表达式和适用条件；2、能说出等温变化的P-V图象所反映出来的物理信息。

二、课堂导学1、压强（1）压强的定义式：，国际单位：，常用单位：；（2）标准状况下大气压强P o= p a= cmHg。

（3）液体内部压强特点：同一深度处的压强；液体可以把加在它上面的压强；液体由于自身重力产生的强压公式为。

（4）试确定以下四幅图中封闭气体的压强（已知大气压强为P o，液柱长度为h、密度为ρ）2、等温变化：的气体，在的条件下，研究其与的变化关系。

3、探究气体等温变化的规律（1）怎样保证气体的质量是一定的？很容易发现，空气柱的体积越小，压强就。

压强可能与体积成比，应作图像进行检验，试在坐标图中作出该图像。

4、玻意尔定律（1）内容：（2）数学表达式及选用条件：5、气体等温变化的P-V图象（1）图像形状：（2）同一气体不同等温线，如何比较温度高低？三、例题精讲例1．在温度均匀的水池中，有一空气泡从池底缓缓地向上浮起，在其上浮的过程中，泡内气体（）A．体积不变B．体积变大C．体积变小D．体积变化无法确定例2．如图所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条P－V1图线。

由图可知（）A．一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比B．一定质量的气体在发生等温变化时，其P－V1图线的延长线经过坐标原点的C．T1＞T2D．T1＜T2例3．如图所示，粗细均匀管内有长度为19cm的水银柱，封闭着一段空气柱。

当玻璃管开口向上竖直放置时，该空气柱长度为15cm。

现将玻璃管开口向上缓缓转至竖直位置，稳定后该空气柱长度为多少cm？（已知外界大气压相当于76cm高水银柱产生的气压，水银没有溢出管外）例4．某个容器的容积是10L，所装气体的压强是2.0×106Pa。

如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？（设大气压是1.0×105Pa）h第 1 页。

一、学习目标1、能说出玻意尔定律内容、多种表达式和适用条件；2、能说出等温变化的P-V 图象所反映出来的物理信息。

二、课堂导学1、压强（1）压强的定义式： ，国际单位： ，常用单位： ； （2）标准状况下大气压强P o = p a = cmHg 。

（3）液体内部压强特点：同一深度处的压强 ；液体可以把加在它上面的压强 ；液体由于自身重力产生的强压公式为 。

（4）试确定以下四幅图中封闭气体的压强（已知大气压强为P o ，液柱长度为h 、密度为ρ）2、等温变化： 的气体，在 的条件下，研究其 与 的变化关系。

3、探究气体等温变化的规律（1）怎样保证气体的质量是一定的？很容易发现，空气柱的体积越小，压强就 。

压强可能与体积成 比，应作 图像进行检验，试在坐标图中作出该图像。

4、玻意尔定律（1）内容： （2）数学表达式及选用条件： 5、气体等温变化的P-V 图象（1）图像形状： （2）同一气体不同等温线，如何比较温度高低？ 三、例题精讲例1．在温度均匀的水池中，有一空气泡从池底缓缓地向上浮起，在其上浮的过程中，泡内气体（ ） A ．体积不变 B ．体积变大 C ．体积变小 D ．体积变化无法确定 例2．如图所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条P －V1图线。

由图可知（ ） A ．一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比 B ．一定质量的气体在发生等温变化时，其P －V1图线的延长线经过坐标原点的 C ．T 1＞T 2 D ．T 1＜T 2例3．如图所示，粗细均匀管内有长度为19cm 的水银柱，封闭着一段空气柱。

当玻璃管开口向上竖直放置时，该空气柱长度为15cm 。

现将玻璃管开口向上缓缓转至竖直位置，稳定后该空气柱长度为多少cm ？（已知外界大气压相当于76cm 高水银柱产生的气压，水银没有溢出管外）例4．某个容器的容积是10L ，所装气体的压强是2.0×106Pa 。

如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？（设大气压是1.0×105Pa ）h。

高中物理选修同步训练试题解析一、选择题1.一个气泡由湖面下20 m深处上升到湖面下10 m深处，它的体积约变为原来体积的（温度不变）（）A. 3倍B. 2倍C・1・5倍 D. 0.7倍解析：外界大气压相当于10 m水柱产生的压强，对气泡pi=3po,p2 = 2po, 由PiV r=p2V2知兀=1・5匕，故C项正确.答案：C2.如图所示，在一端封闭的玻璃管中，用一段水银将管内气体与外界隔绝, 管口向下放置，若将管倾斜，待稳定后则呈现的物理现象是（）A.封闭端内气体的压强增大B.封闭端内气体的压强减小C.封闭端内气体的压强不变D.封闭端内气体的体积减小解析:玻璃管由竖直到倾斜, 水银柱压强必减小，由p +pi t=p^知气体压强增大，再由玻意耳定律知其体积减小，故A、D正确.答案：AD3.如图为一定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的有（）A •切=饥C・B・tB = tc解析:两条等温线，故tA = tB, tc=tD,故A项正确.两条等温线比较, t D>t A9 t c>t A9故B 项错, C、D项正确.答案：ACD4.放飞的氢气球上升到一定高度会胀破，是因为（）A・球内氢气温度升高C・球外空气压强减小B.球内氢气压强增大D.以上说法均不正确解析：气球上升时，由于高空处空气稀薄，球外气体的压强减小，球内气体要膨胀，到一定程度时，气球就会胀破.答案：C5.如图所示，活塞的质量为加，缸套的质量为M・通过弹簧吊在天花板上, 汽缸内封有一定质量的气体.缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S.大气压强为內・则封闭气体的压强为（）强和体积变化如图中A到B所示，则瓶内氧气的温度（设环境温度不变）（）解析：易错选B,错误原因是只简单地对A、B及A到〃的过程进行分析后，作出各状态下的等温线，如图所示，从图中可以看出tA>t\>t2>tn9从而误选B,而忽略了只有一定质量的气体才满足lA>tx>t2>tR.A. p=p（）+mg/SC. p=p°_MglS答案：cB. p =p（）+（M+m）g/SD. p=mg/S6・氧气瓶在储存过程中, 由于密封不严，出现缓慢漏气，其瓶内氧气的压A. 一直升高C.先升高后降低B0 VB. 一直下降D.不变正确答案应为D・密封不严说明漏气，说明气体质量变化，B不正确；漏气缓慢进行，故氧气瓶中氧气可充分同外界进行热交换，隐含与外界“等温”・答案:D7.用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次能把体积为％,压强为刊的空气打入容器内，若容器内原有空气的压强为p,打气过程中温度不变，则打了 //次后容器内气体的压强为（）A內“A・v解析：将巾次打气的气体和容器中原有气体分别看成是初态，将打气后容器内气体看成是末态，利用等温分态分式，有p V+np Q Vo=p,匕得〃次打答案：c8・如图所示，有一压力锅，锅盖上的排气孔截面积约为7.0X10-6m2,限压阀重为0・7N・使用该压力锅对水消毒，根据下列水的沸点与气压关系的表格,分析可知压力锅内的最高水温约为（大气压强为1.01X105 Pa）（p(X105Pa)1.01 1.43 1.54 1.63 1.73 1.82 1.912.01 2.12 2.21,即C项正确.B・po+np()气后容器内气体的压强卩‘解析： 由表格数据知，气压越大，沸点越高，即锅内最高温度越高.对 限压阀分析受力，当mg+p {}S=pS 时恰好要放气，此时p=^+po=7 ox p 0=2.01X105Pa 达到最大值，对应的最高温度为122 °C答案：C9.容积V=20L 的钢瓶充满氧气后，压强为p=30个大气压，打开钢瓶盖阀门，让氧气分别装到容积为V 0=5L 的小瓶子中去，若小瓶子已抽成真空，分 装到小瓶子中的氧气压强均为po=2个大气压，在分装过程中无漏气现象，且温 度保持不变，那么最多可装的瓶数是(B. 50 瓶 D. 60 瓶答案：C 二、非选择题10•如图所示，为医院用于静脉滴注的装置示意图，倒置的输液瓶上方有一气室A,密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中a 管 与大气相通，方管为输液软管，中间又有一气室為 而其c 端则通过 针头接人体静脉.(1) 若气室A 、B 中气体的压强分别为必、皿则它们与外界大气压强P0间的大小关系应为 _______ ;(2) 当输液瓶的悬挂高度与输液软管内径确定时，药液滴注的速度解析：(1)因a 管与大气相通，故可以认为a 管上端处压强即为大气压强,这样易得P A <P O 9而P B >P Q ,即有P B >P O >P A ・(2)当输液瓶的悬挂高度与输液软管的内径确定时，由于〃管上端处的压强与人体血管中的压强都保持不变，故b 管中气体的压强也不变，所以药液滴注 的速度是恒定不变的.答案：⑴M >P O >P A (2)恒定不变11. 在“探究气体等温变化的规律”实验中，封闭的空气如图所示，U 型管 粗A. 4瓶 C. 56 瓶解析： 设最多可装的瓶数为n 9由玻意耳定律有pV=pdV+nV^)9所以pV-po" 30X20—2X202X5 =56 瓶.________ •(填“越滴越快”、 “越滴越慢” 或“恒定不变”)细均匀，右端开口，已知外界大气压为76 cm汞柱高，图中给出了气体的两个不同的状态.（1） __________________________ 实验时甲图气体的压强为cm汞柱高；乙图气体压强为_______ cm汞柱高.（2）实验时某同学认为管子的横截面积S可不用测量，这一观点正确吗？________ （选填“正确”或“错误”）.（3）数据测量完后在用图象法处理数据时，某同学以压强p为纵坐标，以体积只或空气柱长度）为横坐标来作图，你认为他这样做能方便地看出p与V间的关系吗？解析：（1）由连通器原理可知，甲图中气体压强为p0=76 cmHg,乙图中气体压强为p（）+4 cmHg=80 cmHg.（2）由玻意耳定律”1匕=卩2卩2,即P'hS=p2】2S,即Plh=P2【2,（厶、为空气柱长度），所以玻璃管的横截面积可不用测量.（3）以p为纵坐标，以V为横坐标，作出p-V图是一条曲线，但曲线未必表示反比关系，所以应再作出图，看是否是过原点的直线，才能最终确定p与V是否成反比.答案：(1)76 80 (2)正确(3)不能12.如图所示，密闭圆筒的中央有一个活塞，活塞两边封闭着两部分气体, 它们的压强都是750 mmHg.现在用力把活塞向右移动，使活塞右边气体的体积变为原来的一半，那么活塞两边的压强差为多大？（假定气体温度不变）解析：在分析气体的变化规律时，由于质量一定且温度不变可以分别利用玻意耳定律研究左、右两部分气体的等温变化.、 3 2左边：得戸1=护）=500 rntnHg右边：得戸2=：夙1=1 WOtnniHg活塞两边的压強差敛=卫2—Pi=l 000 mmHg 答案：1 000 mmHg。

高三物理学导学案【自主学习】1.扩散现象扩散现象是指____________________________________________________现象。

请同学们举例说明生活中常见的扩散现象：_____________________________________问题探究：①物质处于固态、液态和气态时均能发生扩散现象②在两种物质一定的前提下，扩散现象发生的显著程度与物质的_________有关，_________越高，扩散现象越显著。

这表明_________越高，分子运动得越剧烈。

.③扩散说明：2．布朗运动布朗运动：________________________________________________________________。

问题探究：①布朗运动是分子的运动吗？②布朗运动产生的原因是什么？③布朗运动说明了什么问题？④影响布朗运动的因素是什么？3．热运动热运动：_______________________________________________________________。

巩固训练1.关于布朗运动，如下说法正确的是（）A．布朗运动是花粉分子无规则运动。

B．布朗运动是由于花粉微粒内部分子间的碰撞引起的。

C．温度越高，布朗运动越明显。

D．布朗运动是分子运动的间接结果。

2. “布朗运动”是说明分子运动的重要实验事实。

则布朗运动是指：（）A．液体分子的运动；B．悬浮在液体中的固体分子的运动；C．悬浮在液体中的固体颗粒的运动；D．液体分子和固体分子的共同运动；3.下列现象中,能说明分子是不断运动着的是（）A．将香水瓶打开后能闻到香味；B．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动C．洒在地上的水,过一段时间就干了；D．悬浮在水中的花粉做无规则运动；D．在显微镜下可以观察到煤油中小颗粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动4.做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。