高二物理气体的等温变化粤教版知识精讲.doc

高二物理气体的等温变化粤教版【本讲教育信息】一.教学内容：气体的等温变化1、知道什么是气体的等温变化。2、掌握玻意耳定律的内容和公式。3、理解p-V图上等温变化的图象及其物理意义。二.知识归纳、总结：1、用来描述气体状态的体积、压强、温度这三个物理量叫气体的状态参量。（1）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。其表示有摄氏温标，热力学温标，华氏温标等，其中热力学温标是国际单位。（2）体积：气体的体积是指气体分子所充满的容器的容积，即气体所能到达的空间。（3）压强：气体的压强是气体分子频繁的碰撞器壁而产生的。2、气体压强的计算：（1）容器静止时气体压强的计算：①连通器原理：在连通器中同一种静止液体（中间液体不间断）的同一水平面上压强相等。②由液体或固体封闭的气体的压强：对液体或固体进行受力分析，列平衡方程。（2）当气体加速运动时，要恰当选取研究对象，进行受力分析，依据牛顿第二定律求出被封闭气体的压强。3、玻意耳定律（1）等温变化：气体在温度不变的情况下发生的状态变化。（2）玻意耳定律：一定质量的某种气体在温度不变的情况下，压强跟体积成反比，即pV=C（常量）或p1V1=p2V2。点拨：（1）玻意耳定律是实验定律，由英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验独立发现的。（2）成立条件：质量一定，温度不变，且压强不太大，温度不太低。（3）pV=C。其中常量C与气体的质量、种类、温度有关。4、等温线（1）一定质量的某种气体在等温变化过程中压强p跟体积V的反比关系，在p-V直角坐标系中表示出来的图线叫等温线。（2）一定质量的气体等温线的p-V图是双曲线的一支。（3）等温线的物理意义：图线上的一点表示气体的一个确定的状态。同一条等温线上各状态的温度相同，p与V的乘积相同。不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。【典型例题】例1.一贮气筒内装有25L、1.0×105Pa的空气，现想使筒内气体压强增至4.0×105Pa，且保持温度不变，那么应向筒内再打入L、1.0×105Pa的相同温度的气体。解析：玻意耳定律的适用条件是气体的质量不变，温度不变，因此应以筒内和再打入的气体作为研究对象。设再打入V升1.0×105Pa的相同温度的气体初状态：p1=1.0×105PaV1=（25+V）L末状态：p2=4.0×105PaV1=25L由玻意耳定律，得：p1V1=p2V21.0×105×（25+V）=4.0×105×25V=75L友情提示：保证气体质量不变，合理选择研究对象是解本题的关键。本题应正确分析研究对象的初、末状态及对象的变化特点，分析各量之间的制约关系，正确应用相应规律列方程。例2.如图所示，A、B是一定质量的理想气体在两条等温线上的两个状态点，这两点与坐标原点O和对应坐标轴上的VA、VB坐标所围成的三角形面积分别为SA、SB，对应温度分别为TA和TB,则（）A.SA>SBTA>TBB.SA=SBTA<TBC.SA<SBTA<TBD.SA>SBTA<TB解析：由图可知：三角形的面积等于p与V乘积的，∴SA=pAVASB=pBVB在A点所在的等温线中，其上各点的pV乘积相同，因为p与V成反比，所以pAVA=pAVB<pBVB∴SA<SB又因为离原点越远，温度越高，所以TA<TB选C友情提示：SA<SB，由图象可直接观察得出。例3.如图，试求甲、乙、丙中各封闭气体的压强p1、p2、p3、p4。（已知大气压为p0，液体的密度为ρ，其他已知条件标于图上，且均处于静止状态）解析：由于各液体都处于平衡状态，对于密闭气体的压强，可用平衡条件进行求解。这类题常以封闭气体的液柱或固体为研究对象。图甲以液柱为对象，液柱受3个力，即液柱受重力mg，上液面受到密闭气体向下的压力p1S，下液面受到大气向上的压力p0S，其中S是液柱截面积，m是液柱的质量（m=ρhS）。由平衡条件得p0S=p1S+mg=p1S+ρhSg则p1=p0-ρgh也可以这样求密闭气体压强。以甲图中液柱的下液面为对象，因液柱静止不动，液面上下两侧的压强应相等。该液面下侧面受到大气向上的压强p0，上侧面受到向下的两个压强，一是液柱因自身重力产生的向下压强ρgh，另一是密闭气体压强p1，被液体大小不变的传到下液面上，所以下液面的上侧面受到向下的压强为p1+phg，根据液面两侧压强相等可得p0=p1+ρgh即p1=p0-ρgh同理可得乙图p2=p0+ρgh丙图p3=p0+ρgh1，p4=p3-ρgh2=p0-ρg（h1-h2）友情提示：根据受力平衡或选择静止液面两侧压强相等是解题的切入点。【模拟试题】1、一个气泡由湖面下20m深处上升到湖面下10m深处，它的体积约变为原来的体积的（温度不变，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10m/s2）（）A、3