19-20同步粤教物理选修3-3（课件+教师用书+分层作业）：第2章 第7节　气体实验定律(Ⅰ) (3份打包)

第七节　气体实验定律(Ⅰ) 学　习　目　标 重　点　难　点 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．会通过实验研究问题，探究物理规律，体验科学探究过程． 3．会用玻意耳定律解决气体等温变化问题. 1.探究气体等温变化的规律，理解玻意耳定律的内容和公式．(重点) 2．运用定律分析和求解一定质量的气体在等温变化过程中压强和体积关系的问题．(难点) 一、玻意耳定律 1．基本内容 (1)内容 一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强和体积成反比． (2)公式 p1V1＝p2V2或p∝. (3)条件 气体的质量一定，温度不变． 2．思考判断 (1)玻意耳定律研究对象是一定质量的气体，且这一部分气体温度保持不变． (√) (2)使用p1V1＝p2V2时，单位必须统一为国际单位． (×) (3)控制温度不变，研究压强和体积间的变化关系，这种探究方法为控制变量法． (√) 3．探究交流 保持气体温度不变，当气体的压强减小时，气体体积如何变化，请解释原因？ 【提示】　增大，由玻意耳定律pV＝C知，C为常数，压强减小，体积增大． 二、气体等温变化的图象(即等温线) 1．基本知识 (1)图象如图所示 p ­V图象　　　　　　p ­图象 (2)特点：一定质量的气体在温度不变时，由于压强与体积成反比，在p ­V图上等温线应为双曲线，在p ­图上等温线应为倾斜直线． 2．思考判断 (1)由p­图象知，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强跟体积成正比． (×) (2)一定质量的气体在发生等温变化时，其p­图线的延长线是经过坐标原点的． (√) 3．探究交流 如图所示，是一定质量气体在T1和T2两温度下的等温线，试比较T1、T2的高低？ 【提示】　T2>T1 对玻意耳定律的理解及应用 【问题导思】 1．玻意耳定律的适用条件是什么？ 2．公式pV＝C中的常量C与什么因素有关？ 3．应用玻意耳定律解题时应注意什么问题？ 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．常量的意义 p1V1＝p2V2＝常量C 该常量C与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该常量C越大． 3．应用玻意耳定律解题的思路与方法 (1)选取一定质量的气体为研究对象，确定研究对象的始末两个状态． (2)表示或计算出初态压强p1、体积V1，末态压强p2、体积V2，对未知量用字母表示． (3)根据玻意耳定律列方程p1V1＝p2V2，并代入数值求解． (4)有时要检验结果是否符合实际，将不符合实际的结果删去． 用玻意耳定律解题应先确定研究对象为一定质量的封闭气体，其次应判断是否是等温变化，再次确定初末两个状态的体积和压强，最后用玻意耳定律求解，注意单位要统一，但不一定采用国际单位． 　如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1＝20 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高．现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h＝10 cm.(环境温度不变，大气压强p0＝75 cmHg) 求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)． 【审题指导】　解答本题的流程： 【解析】　设U形管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后，左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p.左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得 p1V1＝p2V2 ① p1＝p0 ② p2＝p＋ph ③ V1＝l1S ④ V2＝l2S ⑤ 由几何关系得h＝2(l2－l1) ⑥ 联立①②③④⑤⑥式，代入数据得p＝50 cmHg. ⑦ 【答案】　50 cmHg 1．粗细均匀的U形管，右端封闭，两管内水银面高度差为19 cm，封闭端气柱长度40 cm，如图所示．问向左管内再注入多少水银可使两管水银面等高？已知外界大气压强为76 cmHg.灌入水银过程中温度保持不变． 【解析】　未加水银前有p1＝p0－ph＝(76－19) cmHg＝57 cmHg，加水银后液面相平，所以p2＝p0＝76 cmHg 由玻意耳定律得：p1L1S＝p2L2S，L2＝×40 cm＝30 cm l＝h＋2(l1－l2)＝19 cm＋2×(40－30) cm＝39 cm. 【答案】　39 cm 等温线 【问题导思】 1．p ­V图象反映了气体什么样的变化规律？ 2．能不能从p ­V图象上比较气体温度的高低？ 3．p ­图象有什么特点？ 1．一定质量的气体，其等温线是双曲线，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．如图所示． 2．玻意耳定律：