高中物理第八章气体第1节气体的等温变化导学案新人教版选修3-317页

1　气体的等温变化
内容 要求
等温变化
知道描述气体热学状态的参量及其物理意义，知道什么是等温变化，会
用等温变化的规律解释有关的物理现象。
玻意耳定律
掌握玻意耳定律的条件、内容、表达式，会用公式分析、计算有关问题；
理解气体等温变化的 p-V图象。
在一个恒温池中，一串串气泡由池底慢慢升到水面，有趣的是气泡在上升过程中体积逐
渐增大，到达水面处破裂。同学们想一下，气泡在上升过程中体积为何会逐渐增大呢？
提示：气泡在上升过程中可认为温度不变，由于在上升过程中压强不断变小，由玻意耳
定律可知，体积会逐渐变大。
一、等温变化
1．概念：一定____的气体，在____不变的条件下其压强与体积间发生的变化，叫做等
温变化。
2．实验探究
实验器材 铁架台、______、气压计等
研究对象 注射器内被封闭的一定质量的______
数据收集 气体的压强由______读出，空气柱体积(长度)由______读出
数据处理 以______为纵坐标，以__________为横坐标，作出________图象
图象结果 p-
1
V
图象是一条____________
实验结论
一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与__________成正比，
即压强与____成反比
思考 1：若实验数据呈现气体体积减小、压强增大的特点，能否断定压强与体积成反比？
二、玻意耳定律
1．内容：一定____的某种气体，在____不变的情况下，压强 p与体积 V成____比。
2．公式：____＝C(常数)或 p1V1＝____(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)。
3．条件：气体的____一定，____不变。
三、气体等温变化的 p-V 图象
1．p-V 图象
一定质量的某种气体发生等温变化时的 p-V图象为______的一支，如图所示。
2．p-
1
V
图象
一定质量的某种气体发生等温变化时的 p-
1
V
图象为延长线过____的________，如图所示。

思考 2：如图所示有两条等温线，你能判断哪条等温线表示的温度比较高吗？为什么？
答案：一、1.质量　温度
2．注射器　空气柱　气压计　刻度尺　压强 p　体积的倒数　p
1
V
　过原点的直线　体
积的倒数　体积
思考 1
提示：不能，也可能压强 p与体积 V的二次方(三次方)或与 V等成反比，只有作出 p
1
V
图象是直线，才能断定 p与 V成反比。
二、1.质量　温度　反
2．pV　p2V2
3．质量　温度
三、1.双曲线
2．原点　倾斜直线
思考 2
提示：T2，因为它的 pV乘积大。
一、封闭气体压强的计算
1．静止或匀速运动系统中封闭气体压强的确定
(1)液体封闭的气体的压强
①平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象，进行受力分析，利用它的受力平衡，求出
气体的压强。
例如：在竖直放置的 U 形管内用密度为 ρ 的两部分液体封闭着两段空气柱。大气压强
为 p0，各部分尺寸如图甲所示。求 A、B气体的压强。
甲
求 pA：取液柱 h1为研究对象，设管截面积为 S，大气压力和液柱重力向下，A气体压力
向上，液柱 h1静止，如图乙(a)，则 p0S＋ρgh1S＝pAS，所以 pA＝p0＋ρgh1。

乙
求 pB：取液柱 h2为研究对象，由于 h2的下端是连通器，A气体压强由液体传递后对 h2
的压力向上，B 气体压力、液柱 h2重力向下，液柱平衡如图乙(b)，则 pBS＋ρgh2S＝pAS，
所以 pB＝p0＋ρgh1－ρgh2。
熟练后，可直接由压强平衡关系写出待测压强，不一定非要从力的平衡方程式找起。
②取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面，
由两侧压强相等建立方程求出压强，仍以图甲为例：求 pB时从 A 气体下端面作等压面，则
有 pB＋ρgh2＝p0＋ρgh1，所以 pB＝p0＋ρgh1－ρgh2。
选取等压面时要注意气体下面一定是同种液体，否则就没有压强相等的关系。
(2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体的压强
由于该固体必定受到被封闭气体的压力，所以可通过对该固体进行受力分析，由平衡条
件建立方程，找出气体压强与其他各力的关系。
例如：一圆形汽缸静置于地面上，如图所示，汽缸的质量为 m1，活塞的质量为 m2，活
塞面积为 S，大气压强为 p0，现将活塞缓慢上提，求汽缸刚离开地面时汽缸内气体的压强。
(忽略摩擦)
此问题中的活塞和汽缸均处于平衡状态。以活塞...