人教版 (新课标)选修3选修3-3第八章 气体1 气体的等温变化学案及答案

8.1  气体的等温变化学案导学

[学习目标]

1、      知道气体的状态及三个参量。

2、      掌握玻意耳定律，并能应用它解决气体的等温变化的问题、解释生活中的有关现象。

3、      知道气体等温变化的p—v图象，即等温线。

4、      了解用实验探究气体等温变化规律的方法和思路，培养动手操作能力、采集数据能力及运用计算机处理数据的能力。

 [自主学习]

一、气体的状态及参量

1、研究气体的性质，用     、     、     三个物理量描述气体的状态。描述气体状态的这三个物理量叫做气体的         。

2、温度：温度是表示物体          的物理量，从分子运动论的观点看，温度标志着物体内部           的剧烈程度。

   在国际单位制中，用热力学温标表示的温度，叫做       温度。用符号      表示，它的单位是      ，简称     ，符号是      。

   热力学温度与摄氏温度的数量关系是：T= t+       。

3、体积：气体的体积是指气体                  。在国际单位制中，其单位是      ，符号      。体积的单位还有升（L）毫升、（mL）1L=      m3，1mL=      m3。

4、压强：                                  叫做气体的压强，用     表示。在国际单位制中，压强的的单位是     ，符号     。气体压强常用的单位还有标准大气压（atm）和毫米汞柱（mmHg），1 atm=        Pa=        mmHg。

5、气体状态和状态参量的关系：对于一定质量的气体，如果温度、体积、压强这三个量        ，我们就说气体处于一定的状态中。如果三个参量中有两个参量发生改变，或者三个参量都发生了变化，我们就说气体的状态发生了改变，只有一个参量发生改变而其它参量不变的情况是       发生的。

二、玻意耳定律

1、英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现：一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强p与体积v成       。这个规律叫做玻意耳定律。

2、玻意耳定律的表达式：pv=C（常量）或者                  。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。

三、气体等温变化的p—v图象

一定质量的气体发生等温变化时的p—v图象如图

8—1所示。图线的形状为         。由于它描述

的是温度不变时的p—v关系，因此称它为      线。

一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。

1、        在图8—1中，一定质量的气体，不同温度下的两条等温线，判断t1、t2的高低。

2、        画出p—图象，说明图线的形状，图线的斜率与温度的关系。

[典型例题]

例1、   如图8—2所示，粗细均匀的U形管的A端是封闭的，B端开口向上。两管中水银面的高度差h=20cm。外界大气压强为76cmHg。求A管中封闭气体的压强。

例2、在温度不变的情况下，把一根长为100cm，上端封闭的玻璃管竖直插入水银槽中，插入后管口到槽内水银面的距离是管长的一半，若大气压为75cmHg，求水银进入管内的长度。

例3、如图8—3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：（   ）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

A、          一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的

B、          有图可知T1＞T2[

C、          有图可知T1＜T2

例4、汽车轮胎的容积是2.5×10－2m3，轮胎原有1atm的空气。向轮胎内打气，直至压强增加到8atm为止。应向轮胎里打进1atm的多少体积的空气。（温度不变）

 [当堂达标]

1、          如图8—5所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，

金属圆板的上表面是水平的，下表面与水平面的夹角为θ，

圆板的质量为M，不计圆板与容器内壁间的摩擦。若大气

压强为P0，则被圆板封闭在容器中的气体压强等于

A、P0+Mgcosθ/S      B、P0/cosθ+Mg /Scosθ

C、P0+Mgcos2θ/S      D、P0+Mg /S

2、一个气泡从水底升到水面上时，增大2倍，设水的密度为ρ=1×103Kg/m3，大气压强P0=1×105Pa，水底与水面温差不计，求水的深度。（g=10m/s2）

3、如图8—6所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条p—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—图线的延长

线是经过坐标原点的

C、          T1＞T2            

D、T1＜T2

4、喷雾器筒内药液面上方有打气孔，可通过打气筒将外界空气压入筒内液面上方，使被封闭的空气压强增大。设喷雾器筒内上方的空气体积为1.5L，然后用打气筒缓慢向药液上方打气，每次打进1atm的空气0.25L，设打气过程中温度不变，要使喷雾器里的压强达到4atm，打气筒应打气      次。

5、如图8—7所示，若气压式保温瓶内水面与出水口的距离为h时，密封空气体积为V，设水的密度为ρ，大气压强为P0，欲使水从出水口流出，瓶内空气压缩量（即体积减小量）△V至少为多少？（设瓶内弯曲管的容积不计，压水前管内无水，温度保持不变）

[能力训练]

1、下列过程可能发生的是（   ）

A、气体的温度变化，但压强、体积保持不变

B、气体的温度、压强保持不变，而体积发生变化

C、气体的温度保持不变，而压强、体积发生变化

D、气体的温度、压强、体积都发生变化

2、一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的n倍，则压强变为原来的   倍

A、2n        B、n         C、1/n        D、2/n

3、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（可看成理想气体）（   ）

A、内能减少，放出热量

B、内能增加，吸收热量

C、对外做功，同时吸热，内能不变

D、对外做的功等于吸收的热量

4、如图8—8所示，一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C的过程，A、C两点在同一条双曲线上，则此变化过程中（   ）

A、从A到B的过程温度升高

B、从B到C的过程温度升高

C、从A到C的过程温度先降低再升高

D、A、C两点的温度相等

5、如图8—9所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段水银柱h1封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内外水银面高度差为h2，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是（   ）

A、h2变长            B、h2变短

C、h1上升            D、h1下降

6、一个容积是10升的球，原来盛有1个大气压的空气，现在使球内气体压强变为5个大气压，应向球内打入     升1个大气压的空气（设温度不变）

7、抽气机对某容器抽气，已知被抽容器的容积是抽气机最大活动容积的两倍，在按最大活动容积抽气2次后，容器中气体的压强变为原来的       倍。

 [学后反思]

课后作业：

 　问题与练习1、2、4

参考答案

[自主学习]

一、       气体的状态及参量

１、     压强、体积、温度；状态参量

２、     冷热程度，分子热运动；热力学，T，开尔文，开，K；273.15K

３、     分子所能占据空间的体积，米3，m3，10－3，10－6

４、     气体作用在器壁单位面积上的压力，P，帕斯卡，Pa，1.015×105，760

５、     都不变，不会

二、       玻意耳定律

１、     反比

２、     P1V1=P2V2

三、       气体等温变化的P—V图象

双曲线，等温

１、     t2＞t1

２、     通过原点的直线，斜率越大温度越高

[典型例题]

例1、56cmHg   例2、25cm   例3、A、B、D  例4、1.75×10－1m3 

[当堂达标]

１、         D     2、10m     3、B、D     4、18     5、△V≥ρghv/（ρ0+ρgh）

[能力训练]

1、C、D   2、C   3、C、D   4、A、D   5、D   6、40    7、4/9