高二物理人教版选修3-3课件：第八章 第1讲 气体的等温变化

的求法，灵活选取研究对象会使问题简化.
答案 C
第1讲 气体的等温变化
第十七页，编辑于星期五：二十一点1四7十分。
例3 粗细均匀的玻璃管，一端封闭，长为12 cm.一个人手
持玻璃管开口竖直向下潜入水中，当潜到水下某深度时看到水
进入玻璃管口2 cm，求管口距液面的深度.(取水面上大气压强
为p0＝1.0×105 Pa，g取10 m/s2，池水中温度恒定) 解析 确定研究对象为被封闭的一部分气体，玻璃管下潜的
梳理·识记·点拨 理解·深化·探究
巩固·应用·反馈
第三页，编辑于星期五：二十一点 四十分。
预习导学
梳理·识记·点拨
1.气体的状态参量
生活中的许多现象都表明，气体的
参量之间存在着一定的关系.
2.玻意耳定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在
与体积成
.反比
(2)公式：pV＝C或 p1V1＝p2V2 .
压、强 、体积 三温个度状态 温不度变的情况下，压强
二、玻意耳定律的理解及应用
1.成立条件：(1)质量一定，温度不变. (2)温度不太低，压强不太大.
2.表达式：p1V1＝p2V2 或 pV＝常数或pp12＝VV21.
3.应用玻意耳定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件.
第1讲 气体的等温变化
第十四页，编辑于星期五：二十一点1四4十分。
第八章——
第一页，编辑于星期五：二十一点 四十分。
第1讲 气体的等温变化
目标定位 1.知道玻意耳定律的内容、表达式及适用条件. 2.能运用玻意耳定律对有关问题进行分析、计算.
3.了解p-V图、p- 1图的物理意义. V
第二页，编辑于星期五：二十一点 四十分。
1 预习导学 2 课堂讲义 3 对点练习
第1讲 气体的等温变化
第二十六页，编辑于星期五：二十一2点6四十分
。
答案 (1)66 cmHg
(2)71 cmHg
(3)81 cmHg (4)1.13×105 Pa
第1讲 气体的等温变化
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第二十七页，编辑于星期五：二十一2点7四十分
。
玻意耳定律的基本应用
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2.一个气泡由湖面下20 m深处缓慢上升到湖面下10 m深处，
第1讲 气体的等温变化
图7
第二十一页，编辑于星期五：二十一2点1四十分
。
例4 如图8所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条p-
图线1 ，由图可知( ) V
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- 1图线的延长线是经过坐标原点的 V
C.T1>T2
D.T1<T2
第1讲 气体的等温变化
图8
第二十二页，编辑于星期五：二十一2点2四十分
。
解析 这是一定质量的气体在发生等温变化时的 p-V1图线， 由图线过原点可知1p＝恒量，即斜率 k＝p-V 为恒量，所以 p
V
与 V 成反比，A 错，B 正确； 根据 p-V1图线斜率的物理意义可知 C 错，D 对. 答案 BD
中，灵活选取等压面，利用两侧压强相等求解气体压强.如图2
甲所示，同一液面C、D两处压强相等，故pA＝p0＋ph；如图 乙所示，M、N两处压强相等.故有pA＋ph2＝pB，从右侧管看， 有pB＝p0＋ph1.
第七页，编辑于星期五：二十一点 四十分。
第1讲 气体的等温变化
图2
8 第八页，编辑于星期五：二十一点 四十分。
强为75 cmHg，求空气柱A、B的压强分别是多少？
图4
第1讲 气体的等温变化
第十一页，编辑于星期五：二十一点1四1十分。
解析 设管的截面积为S，选a的下端面为参考液面，它受向
下的压力为(pA＋ph1)S，受向上的大气压力为p0S，由于系统处 于静止状态，则(pA＋ph1)S＝p0S， 所以pA＝p0－ph1＝(75－10)cmHg＝65 cmHg， 再选b的左下端面为参考液面，由连通器原理知：液柱h2的上 表面处的压强等于pB，则(pB＋ph2)S＝pAS，所以pB＝pA－ph2 ＝(65－5)cmHg＝60 cmHg.
第1讲 气体的等温变化
第二十九页，编辑于星期五：二十一2点9四十分
。
p-V图象或p-
1 V
图象
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4.下图中，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，各图中
正确描述一定质量的气体发生等温变化的是( )
第1讲 气体的等温变化
第三十页，编辑于星期五：二十一点3四0十分。
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解析 A图中可以直接看出温度不变； B 图说明 p∝V1，即 pV＝常数，是等温过程； C图是双曲线，但横坐标不是体积V，不是等温线； D图的p-V图线不是双曲线，故也不是等温线. 答案 AB
巩固·应用·反馈
压强的计算
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1.求图9中被封闭气体A的压强源自其中(1)、(2)、(3)图中的玻璃管内都
装 有 水 银 ， (4) 图 中 的 小 玻 璃 管 浸 没 在 水 中 . 大 气 压 强 p0 ＝ 76 cmHg.(p0＝1.01×105 Pa，g＝10 m/s2，ρ水＝1×103 kg/m3)
第1讲 气体的等温变化
第二十三页，编辑于星期五：二十一2点3四十分
。
借题发挥 由玻意耳定律可知，pV＝C(常量)，其中C的大 小与气体的质量及温度有关，质量越大，温度越高，C也越大， 在p- 图象中，1斜率k＝C也就越大.
V
第1讲 气体的等温变化
第二十四页，编辑于星期五：二十一2点4四十分
。
对点练习
第四页，编辑于星期五：二十一点 四十分。
(3)条件：气体的 质量一定， 温度不变.
(4)气体等温变化的p-V图象：气体的压强p随体积V的变化关
系如图1所示，图线的形状为 双曲，线它描述的是温度不变时
的p-V关系，称为
.一等定温质线量的气体，不同温度下的等温
线是不同的.
第1讲 气体的等温变化
图1
5 第五页，编辑于星期五：二十一点 四十分。
间无摩擦，活塞面积为S，大气压强为p0，则封闭气体的压强 为( )
A.p＝p0＋MSg
M＋mg B.p＝p0＋ S
C.p＝p0－MSg
D.p＝mSg
图5
第1讲 气体的等温变化
第十六页，编辑于星期五：二十一点1四6十分。
解析 以缸套为研究对象，有pS＋Mg＝p0S，所以封闭气体
的压强p＝p0－
M，g故应选C.对于活塞封闭气体类问题压强 S
答案 65 cmHg 60 cmHg
第1讲 气体的等温变化
第十二页，编辑于星期五：二十一点1四2十分。
借题发挥 (1)在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强p＝ ρgh时，应特别注意h是表示液面竖直高度，不一定是液柱长 度. (2)特别注意大气压强的作用，不要漏掉大气压强.
第1讲 气体的等温变化
第十三页，编辑于星期五：二十一点1四3十分。
它的体积约变为原来体积的( C )
A.3倍
B.2倍
倍倍
解析 气泡缓慢上升过程中，温度不变，气体等温变化，
湖面下20 m处，水的压强约为2个标准大气压(1个标准大气
压相当于10 m水产生的压强)，故p1＝3 atm，p2＝2 atm，由 p1V1＝p2V2，得： VV21＝pp12＝32＝aa1ttmm.5，故C项正确.
第1讲 气体的等温变化
第十九页，编辑于星期五：二十一点1四9十分。
三、等温变化中p-V图象和p- 1图象的理解和应用 V
1.一定质量的气体，在p V图象中等温线是双曲
线，双曲线上的每一个点，均表示一定质量的
气体在该温度下的一个状态，而且同一条等温
线上每个点对应的p、V坐标的乘积都是相等的.
图6
一定质量的气体在不同温度下的等温线是不同的双曲线，
图9
第二十五页，编辑于星期五：二十一点 四十分 。
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解析 (1)pA＝p0－ph＝76 cmHg－10 cmHg＝66 cmHg. (2)pA＝p0－ph＝76 cmHg－10×sin 30° cmHg＝71 cmHg. (3)pB＝p0＋ph2＝76 cmHg＋10 cmHg＝86 cmHg pA＝pB－ph1＝86 cmHg－5 cmHg＝81 cmHg. (4)pA ＝ p0 ＋ ρ 水 gh ＝ 1.01×105 Pa ＋ 1×103×10×1.2 Pa ＝ 1.13×105 Pa.
2.活塞封闭气体 选与封闭气体接触的液柱或活塞为研究对象，进行受力分 析，再利用平衡条件求压强.如图3甲所示，汽缸截面积为S， 活塞质量为M.在活塞上放置质量为m的铁块，设大气压强为
p0，试求封闭气体的压强.
第1讲 气体的等温变化
9 第九页，编辑于星期五：二十一点 四十分。
图3
以活塞为研究对象，受力分析如图乙所示.由平衡条件得：Mg
第1讲 气体的等温变化
第三十一页，编辑于星期五：二十一3点1四十分
。
(2)确定初、末状态及状态参量(p1、V2；p2、V2). (3)根据玻意耳定律列方程求解.(注意统一单位) (4)注意分析隐含条件，作出必要的判断和说明.
第1讲 气体的等温变化
第十五页，编辑于星期五：二十一点1四5十分。
例2 如图5所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M，通过弹
簧吊在天花板上，汽缸内封住一定质量的气体，缸套和活塞
想一想 如图1所示，为同一气体在不同温度下的等温线， T1和T2哪一个大？ 答案 T1大于T2.因为体积相同时，温度越高，压强越大.
第1讲 气体的等温变化
6 第六页，编辑于星期五：二十一点 四十分。
课堂讲义
理解·深化·探究
一、气体压强的求法
1.液柱封闭气体
取等压面法：同种液体在同一深度液体的压强相等，在连通器
过程中气体的状态变化可视为等温过程.
设潜入水下的深度为h，玻璃管的横截面积为S.气体的初、末状
态参量分别为：
第1讲 气体的等温变化
第十八页，编辑于星期五：二十一点1四8十分。
初状态：p1＝p0，V1＝12S 末状态：p2＝p0＋ρg(h－0.02)，V2＝10S 由玻意耳定律p1V1＝p2V2， 得p0·12S＝[p0＋ρg(h－0.02)]·10S 解得：h＝2.02 m. 答案 2.02 m
第1讲 气体的等温变化
第二十八页，编辑于星期五：二十一2点8四十分
。
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3.一定质量的气体，压强为3 atm，保持温度不变，当压强减小了2
atm，体积变化了4 L，则该气体原来的体积为( ) B
4 A.3 L
B.2 L
8 C.3 L
D.3 L
解析 设原来的体积为V，则3V＝(3－2)(V＋4)，得V＝2 L.
且pV乘积越大，温度越高，如图6所示：T2>T1.
第1讲 气体的等温变化
第二十页，编辑于星期五：二十一点2四0十分。
2.一定质量气体的等温变化过程，也可以用p-
1图象表示，如 V
图7所示.等温线是通过原点的直线，由于气体的体积不能无穷
大，所以靠近原点附近处应用虚线表示，该直线的斜率k＝
＝pV∝pT，即斜率越大，气体做等温变化的温度越高. 1 V
＋mg＋p0S＝pS，即：p＝p0＋
M＋. mg S
第1讲 气体的等温变化
第十页，编辑于星期五：二十一点 四1十0分。
例1 如图4所示，竖直放置的U形管，左端开口，
右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段
空气柱封闭在管内.已知水银柱a长h1为10 cm，水
银柱b两个液面间的高度差h2为5 cm，大气压