2019-2020年高三物理 8.1 氣體的等溫變化學(xué)案導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3-3.doc
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2019-2020年高三物理 8.1 氣體的等溫變化學(xué)案導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3-3.doc
2019-2020年高三物理 8.1 氣體的等溫變化學(xué)案導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3-3
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1、 知道氣體的狀態(tài)及三個參量。
2、 掌握玻意耳定律,并能應(yīng)用它解決氣體的等溫變化的問題、解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象。
3、 知道氣體等溫變化的p—v圖象,即等溫線。
4、 了解用實驗探究氣體等溫變化規(guī)律的方法和思路,培養(yǎng)動手操作能力、采集數(shù)據(jù)能力及運(yùn)用計算機(jī)處理數(shù)據(jù)的能力。
[自主學(xué)習(xí)]
一、氣體的狀態(tài)及參量
1、研究氣體的性質(zhì),用 、 、 三個物理量描述氣體的狀態(tài)。描述氣體狀態(tài)的這三個物理量叫做氣體的 。
2、溫度:溫度是表示物體 的物理量,從分子運(yùn)動論的觀點看,溫度標(biāo)志著物體內(nèi)部 的劇烈程度。
在國際單位制中,用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度,叫做 溫度。用符號 表示,它的單位是 ,簡稱 ,符號是 。
熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的數(shù)量關(guān)系是:T= t+ 。
3、體積:氣體的體積是指氣體 。在國際單位制中,其單位是 ,符號 。體積的單位還有升(L)毫升、(mL)1L= m3,1mL= m3。
4、壓強(qiáng): 叫做氣體的壓強(qiáng),用 表示。在國際單位制中,壓強(qiáng)的的單位是 ,符號 。氣體壓強(qiáng)常用的單位還有標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)和毫米汞柱(mmHg),1 atm= Pa= mmHg。
5、氣體狀態(tài)和狀態(tài)參量的關(guān)系:對于一定質(zhì)量的氣體,如果溫度、體積、壓強(qiáng)這三個量 ,我們就說氣體處于一定的狀態(tài)中。如果三個參量中有兩個參量發(fā)生改變,或者三個參量都發(fā)生了變化,我們就說氣體的狀態(tài)發(fā)生了改變,只有一個參量發(fā)生改變而其它參量不變的情況是 發(fā)生的。
二、玻意耳定律
1、英國科學(xué)家玻意耳和法國科學(xué)家馬略特各自通過實驗發(fā)現(xiàn):一定質(zhì)量的氣體,在溫度不變的情況下,壓強(qiáng)p與體積v成 。這個規(guī)律叫做玻意耳定律。
v
p
o
t1
t2
圖8—1
2、玻意耳定律的表達(dá)式:pv=C(常量)或者 。其中p1 、v1和p2、v2分別表示氣體在1、2兩個不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積。
三、氣體等溫變化的p—v圖象
一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時的p—v圖象如圖
8—1所示。圖線的形狀為 。由于它描述
的是溫度不變時的p—v關(guān)系,因此稱它為 線。
一定質(zhì)量的氣體,不同溫度下的等溫線是不同的。
1、 在圖8—1中,一定質(zhì)量的氣體,不同溫度下的兩條等溫線,判斷t1、t2的高低。
2、 畫出p—圖象,說明圖線的形狀,圖線的斜率與溫度的關(guān)系。
[典型例題]
A
B
h
圖8—2
例1、 如圖8—2所示,粗細(xì)均勻的U形管的A端是封閉的,B端開口向上。兩管中水銀面的高度差h=20cm。外界大氣壓強(qiáng)為76cmHg。求A管中封閉氣體的壓強(qiáng)。
例2、在溫度不變的情況下,把一根長為100cm,上端封閉的玻璃管豎直插入水銀槽中,插入后管口到槽內(nèi)水銀面的距離是管長的一半,若大氣壓為75cmHg,求水銀進(jìn)入管內(nèi)的長度。
v
p
o
T1
T2
圖8—3
例3、如圖8—3所示,為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條等溫線,則下列說法正確的是:( )
A、 從等溫線可以看出,一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫
變化時,其壓強(qiáng)與體積成反比
B、 一定質(zhì)量的氣體,在不同溫度下的等溫線是不同的
C、 有圖可知T1>T2
D、 有圖可知T1<T2
例4、汽車輪胎的容積是2.510-2m3,輪胎原有1atm的空氣。向輪胎內(nèi)打氣,直至壓強(qiáng)增加到8atm為止。應(yīng)向輪胎里打進(jìn)1atm的多少體積的空氣。(溫度不變)
[當(dāng)堂達(dá)標(biāo)]
θ
圖8—5
1、 如圖8—5所示,一個橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置,
金屬圓板的上表面是水平的,下表面與水平面的夾角為θ,
圓板的質(zhì)量為M,不計圓板與容器內(nèi)壁間的摩擦。若大氣
壓強(qiáng)為P0,則被圓板封閉在容器中的氣體壓強(qiáng)等于
A、P0+Mgcosθ/S B、P0/cosθ+Mg /Scosθ
C、P0+Mgcos2θ/S D、P0+Mg /S
2、一個氣泡從水底升到水面上時,增大2倍,設(shè)水的密度為ρ=1103Kg/m3,大氣壓強(qiáng)P0=1105Pa,水底與水面溫差不計,求水的深度。(g=10m/s2)
P
1/v
圖8—6
0
T2
T1
3、如圖8—6所示,為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條p—圖線。由圖可知( )
A、 一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時,其壓強(qiáng)與體積成正比
B、 一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時,其p—圖線的延長
線是經(jīng)過坐標(biāo)原點的
C、 T1>T2
D、T1<T2
4、噴霧器筒內(nèi)藥液面上方有打氣孔,可通過打氣筒將外界空氣壓入筒內(nèi)液面上方,使被封閉的空氣壓強(qiáng)增大。設(shè)噴霧器筒內(nèi)上方的空氣體積為1.5L,然后用打氣筒緩慢向藥液上方打氣,每次打進(jìn)1atm的空氣0.25L,設(shè)打氣過程中溫度不變,要使噴霧器里的壓強(qiáng)達(dá)到4atm,打氣筒應(yīng)打氣 次。
h
V
圖8—7
5、如圖8—7所示,若氣壓式保溫瓶內(nèi)水面與出水口的距離為h時,密封空氣體積為V,設(shè)水的密度為ρ,大氣壓強(qiáng)為P0,欲使水從出水口流出,瓶內(nèi)空氣壓縮量(即體積減小量)△V至少為多少?(設(shè)瓶內(nèi)彎曲管的容積不計,壓水前管內(nèi)無水,溫度保持不變)
[能力訓(xùn)練]
1、下列過程可能發(fā)生的是( )
A、氣體的溫度變化,但壓強(qiáng)、體積保持不變
B、氣體的溫度、壓強(qiáng)保持不變,而體積發(fā)生變化
C、氣體的溫度保持不變,而壓強(qiáng)、體積發(fā)生變化
D、氣體的溫度、壓強(qiáng)、體積都發(fā)生變化
2、一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時,若體積增大為原來的n倍,則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼? 倍
A、2n B、n C、1/n D、2/n
3、在溫度均勻的水池中,有一空氣泡從池底緩緩地向上浮起,在其上浮的過程中,泡內(nèi)氣體(可看成理想氣體)( )
A、內(nèi)能減少,放出熱量
B、內(nèi)能增加,吸收熱量
C、對外做功,同時吸熱,內(nèi)能不變
D、對外做的功等于吸收的熱量
V
C
O
P
B
A
圖8—8
4、如圖8—8所示,一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B再變到狀態(tài)C的過程,A、C兩點在同一條雙曲線上,則此變化過程中( )
A、從A到B的過程溫度升高
B、從B到C的過程溫度升高
C、從A到C的過程溫度先降低再升高
D、A、C兩點的溫度相等
圖8—9
h2
h1
5、如圖8—9所示,兩端開口的均勻玻璃管豎直插入水銀槽中,管中有一段水銀柱h1封閉一定質(zhì)量的氣體,這時管下端開口處內(nèi)外水銀面高度差為h2,若保持環(huán)境溫度不變,當(dāng)外界壓強(qiáng)增大時,下列分析正確的是( )
A、h2變長 B、h2變短
C、h1上升 D、h1下降
6、一個容積是10升的球,原來盛有1個大氣壓的空氣,現(xiàn)在使球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?個大氣壓,應(yīng)向球內(nèi)打入 升1個大氣壓的空氣(設(shè)溫度不變)
7、抽氣機(jī)對某容器抽氣,已知被抽容器的容積是抽氣機(jī)最大活動容積的兩倍,在按最大活動容積抽氣2次后,容器中氣體的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼? 倍。
[學(xué)后反思]
課后作業(yè):
問題與練習(xí)1、2、4
參考答案
[自主學(xué)習(xí)]
一、 氣體的狀態(tài)及參量
1、 壓強(qiáng)、體積、溫度;狀態(tài)參量
2、 冷熱程度,分子熱運(yùn)動;熱力學(xué),T,開爾文,開,K;273.15K
3、 分子所能占據(jù)空間的體積,米3,m3,10-3,10-6
4、 氣體作用在器壁單位面積上的壓力,P,帕斯卡,Pa,1.015105,760
5、 都不變,不會
二、 玻意耳定律
1、 反比
2、 P1V1=P2V2
三、 氣體等溫變化的P—V圖象
雙曲線,等溫
1、 t2>t1
2、 通過原點的直線,斜率越大溫度越高
[典型例題]
例1、56cmHg 例2、25cm 例3、A、B、D 例4、1.7510-1m3
[當(dāng)堂達(dá)標(biāo)]
1、 D 2、10m 3、B、D 4、18 5、△V≥ρghv/(ρ0+ρgh)
[能力訓(xùn)練]
1、C、D 2、C 3、C、D 4、A、D 5、D 6、40 7、4/9