第章氣

體〔情景切入〕空氣是地球上的動植物生存的必要條件。動物呼吸、植物光合作用都離不開空氣；大氣層可以使地球上的溫度保持相對穩(wěn)定，如果沒有大氣層，白天溫度會很高，而夜間溫度會很低；風、云、雨、雪的形成都離不開大氣。假設沒有空氣，我們的地球上將是一片荒蕪的沙漠，沒有一絲生機。為更好地認識我們賴以生存的空氣就需要掌握氣體的性質(zhì)和變化規(guī)律?！仓R導航〕本章知識是熱學部分的重要內(nèi)容，研究的是氣體實驗三定律、理想氣體狀態(tài)方程以及對氣體熱現(xiàn)象的微觀解釋。本章可分為兩個單元：第一單元為前三節(jié)，介紹理想氣體的三個實驗定律和在此基礎(chǔ)上推導出的理想氣體狀態(tài)方程。第二單元為第四節(jié)，學習用分子動理論和統(tǒng)計觀點對氣體實驗定律進行具體和比較詳細的解釋。本章重點：理想氣體狀態(tài)方程。本章難點：氣體熱現(xiàn)象的微觀意?！矊W法指導〕本章的學習內(nèi)容，是分子動理論和統(tǒng)計觀點的一次具體應用。學習本章知識，要注重兩個方面：一是通過實驗，發(fā)現(xiàn)氣體的宏觀規(guī)律，并能靈活應用這些規(guī)律解決氣體的狀態(tài)變化問題；二是能用分子動理論和統(tǒng)計觀點解釋這些規(guī)律。同時，對理想氣體這種理想化模型也要能從宏觀、微觀兩個角度加深理解?！舅仞B(yǎng)目標定位】※※※【素養(yǎng)思維脈絡】

第節(jié)氣體等變掌握玻意耳定律的內(nèi)容、表達式及適用條件了解－圖象的物理意義

課預反知識點等溫變化．氣體的狀態(tài)參量研究氣體的性質(zhì)時常用氣體的溫___強和體積，這三個參量來描氣體的狀態(tài)。．等溫變化一定質(zhì)量的氣體，在_度不的條件下其壓強__體變化時的關(guān)系。知識點實驗：探究等溫化的規(guī)律．實驗器材如圖所示，有鐵架臺，帶壓力表的注射器、鐵夾等。．研究對象注射器內(nèi)__被封閉的一段空氣__．數(shù)據(jù)收集空氣柱的壓強p上方的_壓力表_讀出，積V用刻度尺上讀出的空氣柱長度l乘以氣柱的__截面積S計算。用手把柱塞向下或向上拉，讀出體積與壓強的幾組值。．數(shù)據(jù)處理1以_壓強p__為縱坐標，__體積的倒數(shù)__橫坐標作出－圖。V．實驗結(jié)論若p圖象是一條過原點的直線。說明壓跟體積的倒數(shù)正比，也就說明壓跟V體積成_反_比。

1212知識點玻意耳定律．內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強體積V成反__比。．公式＝或V＝__p__．適用條件氣體的質(zhì)量一定，溫度不變。知識點氣體等溫變化的－圖象為了直觀地描述壓強p跟積的系，通常建_－V坐標系，如圖所示。圖線的形狀為_雙曲線。由于它描述的是溫度不變時的－關(guān)，因此稱它等溫線_一定質(zhì)量的氣體，不同溫度下的等溫線__同__。辨思『判一判』(1)玻意耳定律是英國科學家玻意和法國科學家馬略特各自通過實驗發(fā)現(xiàn)的√)(2)公式C中的是量，指當pV變時的不變?！?3)對于溫度不同、質(zhì)量不同、種不同的氣體值相同的()(4)在探究氣體的等溫變化實驗中氣柱體積變化快慢對實驗沒有影響×)(5)氣體等溫變化的p－圖是一條傾斜的直線。()(6)一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度持不變的情況下，壓強體積V成正比()『選一選』(多選)下列圖中，表壓強，表體積T為力學溫度，各圖中正確描述一定質(zhì)量的氣體是等溫變化的()解析：BCDA『想一想』

A0hA0hA0A0hA0hA0hA0hBh借助鉛筆，把氣球塞進一只瓶子里，并拉出氣球的吹氣口，反扣在瓶口上，如圖所示，然后給氣球吹氣，無論怎么吹，氣球不過大了一點，想把氣球吹大，非常困難，為什么？答案：由題意“吹氣口反扣在瓶上”可知瓶內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣。當氣球稍吹大時，瓶內(nèi)空氣的體積縮小，根據(jù)氣體壓強、體積的關(guān)系，空氣的壓強增大，阻礙了氣球的膨脹，因而再要吹大氣球是很困難的。課互探探究封閉氣體壓強的計算┃┃思考討論__如圖所示玻管中都灌有水銀水銀柱都處在平衡狀態(tài)氣壓相當于76cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強。(1)靜止或勻速運動系統(tǒng)中氣體的強，一般采用什么方法求解？(2)圖中被封閉氣體A的強各是多少？提示選與封閉氣體接觸的(或活塞、汽)為研究對象進行受力分列衡方程求氣體壓強。(2)①p＝p－＝②p＝p－＝③p＝p＋＝(76×sin30°)cmHg④p＝p－＝＝－＝66┃┃歸納總結(jié)_■．容器靜止時求封氣體的壓強(1)求由液體封閉的氣體壓強，應擇最低液面列壓強平衡方程。(2)在考慮與氣體接觸的液柱所產(chǎn)的附加壓強時別意液柱產(chǎn)生的壓強中h是表示豎直高度(不是傾斜長度)。(3)連通器原理：在連通器中同一中間液體不間斷)的同一水平液面上壓強相等的。求固體封閉(如缸或活塞封閉氣的壓強，應對此固體氣或活塞)進受力分

00000000析，列合力平衡方程。．容器加速時求封氣體的壓強恰當?shù)剡x擇研究對象，進行受力分析，然后依據(jù)牛頓第二定律列式求封閉氣體的壓強，把求解壓強問題轉(zhuǎn)化為動力學問題求解。特別提醒┃┃典例剖析_■典例山東省淄川中學高二下學期段如圖所示，一個橫截面積為S的筒形容器豎直放置，金屬圓板的上表面是水平的，下表面是傾斜的，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)壁的摩擦。若大氣壓強p，被圓板封閉在容器中的氣體的壓強等于D)＋MgθAScosθC．＋0

MgB．＋θθMgD．p＋0解題指導當液體或固體活塞)封閉一部分氣體，而且處平衡狀態(tài)時，確定氣體的壓強，可以以封閉氣體的液體或固定為研究對象，分析其受力情況，由平衡條件列出方程，從而求得氣體的壓強。解析：S·cosMgpSθMg0S┃┃對點訓練_■如圖所的是醫(yī)院用于靜脈滴注的裝置示意圖，倒置的輸液瓶上方有一氣室A，密封的瓶口處的軟木塞上插有兩根細管中管與大氣相通為輸液軟管間又有一氣室，

A0BAABBA1A0BAABBA1221122而其c端通過針頭接人體靜脈。若室A、B中壓強分別為p、p則們與外界大氣壓強間的大關(guān)系應為>p__當液瓶懸掛高度與輸液軟管內(nèi)徑確定的情下，藥液滴注的速度是__恒定_填“越滴越快”、“越滴越慢”或“恒定)解析<pp>p>p>p(2)a探究玻意耳定律┃┃思考討論__在一個恒溫池中，一串串氣泡由池底慢慢升到水面，有趣的是氣泡在上升過程中，體積逐漸變大，到水面時就會破裂。請思考：(1)上升過程中，氣泡內(nèi)氣體的溫發(fā)生改變嗎？(2)上升過程中，氣泡內(nèi)氣體的壓怎么改變？(3)氣泡在上升過程中體積為何會大？提示：(1)為在恒溫池中，所以氣泡內(nèi)氣體的溫度保持不變。(2)變小。(3)由玻意耳定律pV＝C可，壓強變小，氣體的體積增大。┃┃歸納總結(jié)_■．表達式V＝，VpV。V122式中，p，V和p，V分表示一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時處于不同的兩個狀態(tài)中的壓強和體積。

2112111．適用條件(1)一定質(zhì)量的氣體，且氣體保持度不變。(2)壓強不太大，溫度不太低。．氣體等溫變化的種圖象兩種圖象內(nèi)容圖象特點物理意義

p圖象V一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時pV＝恒量p與V成比p與就成正比，在V－圖的等溫線應是過原點的直線V

p圖一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下p與V成比，因此等溫過程的－V圖是雙曲線的一支一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，氣溫度高低

直線的斜率為V的積越，體壓與體積的乘積必然越大，乘越大，溫度就越高，圖中T在pV圖的等溫線就越高中TT利用玻耳定律解題的基本思路(1)明確研究對象根據(jù)題意確定所研究的氣體，質(zhì)量不變，溫度不變，有時氣體的質(zhì)量發(fā)生變化時，需通過設想，把變質(zhì)量轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量，才能應用玻意耳定律。(2)明確狀態(tài)參量即找出氣體狀態(tài)變化前后的兩組、值(3)列方程、求解因為是比例式，計算中只需使相應p、p及V、的單位統(tǒng)一，不一定用國際單位制的單位。檢結(jié)果，在等溫變化中，有時列方程求解會得到兩個結(jié)果，應通過合理性的檢驗決定取舍。┃┃典例剖析_■典例農(nóng)常用來噴射農(nóng)藥的壓縮噴霧器的結(jié)構(gòu)如圖所示的積為L裝入藥液后，藥液上方體積為L，關(guān)閉閥門K，打氣筒每打進105求：

的氣250cm

。

000100110001010000100110001010(1)要使藥液上方氣體的壓強為4×10

Pa，打氣筒活塞應打幾？(2)當A中4Pa的氣后，打開閥門K可射藥液，直到不能噴射時，噴射器剩余多少體積的藥液。解題指導：向噴霧器容器A中打氣，是一個等溫壓縮過程。按實際情況，在A中入藥液后，藥液上方必須留有空間，而已知有5的空氣1.5L，把這部分空氣和歷次打入的空氣一起作為研究對象，變質(zhì)量問題便轉(zhuǎn)化成了定質(zhì)量問題。向A中入空氣后，打開閥門K噴射藥液中氣則經(jīng)歷了一個等溫膨脹過程根據(jù)兩過程中氣體的初、末狀態(tài)量，運用玻意耳定律，便可順利求解本題。解析(1)AAnAV)pp105×250×10(2)KAVV′×105V′×LL105V′7.5L1.5L答案：(1)18L┃┃對點訓練_■．湖北省部分重點高中高二下學期期)如圖，水平放置的導熱氣缸導熱活塞隔成左右兩部分兩分氣體和b為種理想氣體活靜止時到左右兩側(cè)的距離之比為∶，活塞質(zhì)量為、面積為S，活塞可無摩擦左右移動。在把氣缸轉(zhuǎn)動度在上、在下，結(jié)果活塞正好在氣缸中間。已知氣體溫度始終不變，求開始時氣體a的強是多少？答案：

1111解析apbmgba22d3pSdpbpS·2pS1222p12核素提探究氣體等溫變化規(guī)律的實驗．保證氣體質(zhì)量不變的方法：實驗前在柱塞上涂好潤滑油，以免漏氣。．保證氣體溫度不變的方法：(1)改變氣體體積時，要緩慢進行(2)實驗操作時不要觸摸注射器的氣柱部分。．實驗數(shù)據(jù)處理：用－圖處理數(shù)據(jù)時，得到的圖線是雙曲線；用p圖象處理數(shù)V據(jù)時，得到的圖線是過原點的直線，圖線的斜率等于pV，且保持不變。案例(2020·上市建平中學高二下學期期用DIS究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時，壓強與體積關(guān)系的實驗裝置如圖甲所示，實驗步驟如下：把射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機逐一連接。(2)移動活塞，記錄注射器的刻度，時記錄對應的由計算機顯示的氣體壓強值。(3)用V－圖象理實驗數(shù)據(jù)，得出如圖乙所示的圖線。①為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實驗中采取的主要措施是在射器活塞上涂潤滑油。②為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是移活塞要緩慢__和_能用手握住注射器封閉氣體部。(3)如果實驗操作規(guī)范正確但如圖示的－圖線過原點V代_注射器與壓強0

001010221001010221121傳感器連接部位的氣體體__解析：(1)(3)課鞏達．湖北省武漢市高二下學期期中聯(lián)如圖，豎直放置、開口向下的試管內(nèi)用水銀封閉一段氣體，若試管自由下落，管內(nèi)氣()A壓強增大，體積增大B壓強增大，體積減小C．強減小，體積增大D．強小，體積減小解析：GSpSGpSpSp>>B．山東省昌樂二中高二下學期檢)如圖所示，由導熱材料制成的氣和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體。將一細管插入液體，由于虹吸現(xiàn)象，活塞上方液體緩慢流出，在此過程中，大氣壓強與外界的溫度保持不變。下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖象中與上述過程相符合的D)

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