人教版 (2019)选择性必修 第三册2 气体的等温变化导学案
展开物理观念:(1)理解一定质量的气体,在温度不变的情况下压强与体积的关系.(2)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图像的物理意义.
科学思维:能用玻意耳定律解决实际问题.
科学态度与责任:培养学生研究热现象中压强和体积的关系的内在动机,坚持实事求是观点
知识点一、气体的等温变化
1.三个状态参量:
研究气体的性质,用________、________、________等物理量描述气体的状态,描述气体状态的这几个物理量叫作气体的________.
2.等温变化:
我们首先研究一种特殊的情况:________,在________的条件下,其压强与体积变化时的关系,我们把这种变化叫作气体的等温变化.
知识点二、玻意耳定律
1.内容:一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强p与体积V成________.
2.公式:________=C,或p1V1=p2V2.
3.适用条件:
(1)气体质量不变、________不变.
(2)气体温度不太低、压强不太大.
4.气体等温变化的p-V图像:
(1)p-V图像:一定质量的气体的p-V图像为一条________,
p-EQ \* jc0 \* hps21 \(\s\up 9(1),V)图像:一定质量的气体的p-EQ \* jc0 \* hps21 \(\s\up 9(1),V)图像为过原点的________
“C是常量”,意思是当p、V变化时C的值不变.但是对于温度不同、质量不同、种类不同的气体,C的数值一般不同.
玻意耳定律及其应用
1.成立条件:玻意耳定律p1V1=p2V2是实验定律,只有在气体质量一定、温度不变的条件下才成立.
2.常量C:玻意耳定律的数学表达式pV=C中的常量C不是一个普适恒量,它与气体的种类、质量、温度有关,对一定质量的气体,温度越高,该恒量C越大.
运用玻意耳定律解题的技巧
应用玻意耳定律求解时,①要明确研究对象,确定研究对象的质量不变,温度不变;②根据题目的已知条件和求解的问题,分别找出初、末状态的参量 ;③正确确定压强是解题的关键;④根据玻意耳定律列方程求解.
1、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()
A.2 B.1 C.EQ \* jc0 \* hps21 \(\s\up 9(1),2) D.EQ \* jc0 \* hps21 \(\s\up 9(1),4)
2、如图所示是一定质量的某气体状态变化的p-V图象,则下列说法正确的是(BCD)
A.气体做的是等温变化
B.气体的压强从A到B一直减小
C.气的体积从A 到B一直增大
D.气体的三个状态参量一直都在变
3、氧气瓶在储存过程中,由于密封不严,其瓶内氧气的压强和体积变化如图从A到B所示,则瓶内氧气的温度( )
A.一直升高
B.一直降低
C.先升高后降低
D.不变
气体等温变化的图像及应用
题型1 气体等温变化的p-V图像
【例1】 (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.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.由图可知T1>T2
D.由图可知T1
等温变化的两种图像
题型2 气体等温变化的p-EQ \* jc0 \* hps21 \(\s\up 9(1),V)图像
【例2】 (多选)如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条p-EQ \* jc0 \* hps21 \(\s\up 9(1),V)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-EQ \* jc0 \* hps21 \(\s\up 9(1),V)图像的延长线是经过坐标原点的
C.T1>T2
D.T1
4、:一个足球的容积是2.5L。用打气筒给这个足球打气,每打一次都把体积为125mL、压强与大气压强相同的气体打进球内。如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压强相同。打了20次后,足球内部空气的压强是大气压的多少倍?你在得出结论时考虑到了什么前提?实际打气时的情况能够满足你的前提吗?
5、水银气压计中混入了一个气泡,上升到水银柱的上方,使水银柱上方不再是真空。当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时,这个水银气压计的读数只有750mm,此时管中的水银面到管顶的距离为80mm。当这个气压计的读数为740mm水银柱时,实际的大气压相当于多高水银柱产生的压强?设温度保持不变。
5解析:研究对象:打完20次气后足球内的气体,假设气体的温度和球的体积均不发生变化,设大气压强为p0,则
初态:p1=p0 V1=2.5+0.125×20=5L
末态:p2=? 体积为打气后V2=2.5L
据玻意耳定律有:p1V1=p2V2
代入数据解得:p2=2p0
6解析:一管中封闭气体为研究对象,设玻璃管的横截面积为S,前后为等温变化。
初态:P1=(768-750)mmHg=18mmHg
V1=80S
末态:P2=(P-740)mmHg
V2=80S+(750-740)S
=90S
等温变化,根据p1V1=p2V2
代入得:18×80S=(P-740)×90S
解得:P=756mmHg两种图像
内容
p-EQ \* jc0 \* hps21 \(\s\up 11(1),V)图像
p-V图像
图像特点
物理意义
一定质量的气体,温度不变时,pV=常量,p与EQ \* jc0 \* hps21 \(\s\up 11(1),V)成正比,在p-EQ \* jc0 \* hps21 \(\s\up 11(1),V)图像上的等温线应是过原点的直线
一定质量的气体,在温度不变的情况下p与V成反比,因此等温过程的p-V图像是双曲线的一支
温度高低
直线的斜率为p与V的乘积,斜率越大,pV乘积越大,温度就越高,图中T2>T1
一定质量的气体,温度越高,气体压强与体积的乘积必然越大,在p-V图像上的等温线就越高,图中T1
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