第二章 第二节 气体的等温变化-2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版选择性必修第三册）

第2节　气体的等温变化

知识点归纳

知识点一、等温变化

等温变化：一定质量的气体，在温度不变时发生的状态变化过程，叫做气体的等温变化．

知识点二、玻意耳定律

1．公式：＝，或p1V1＝p2V2。式中，p1，V1和p2，V2分别表示一定质量的气体在温度不变时处于不同的两个状态中的压强和体积。

2．适用条件

(1)一定质量的气体，且气体保持温度不变。

(2)压强不太大，温度不太低。

3．利用玻意耳定律解题的基本思路

(1)明确研究对象：根据题意确定所研究的气体，质量不变，温度不变，有时气体的质量发生变化时，需通过设想，把变质量转化为定质量，才能应用玻意耳定律。

(2)明确状态参量：即找出气体状态变化前后的两组p、V值。

(3)列方程、求解：因为是比例式，计算中只需使相应量(p1、p2及V1、V2)的单位统一，不一定用国际单位制的单位。

(4)检验结果，在等温变化中，有时列方程求解会得到两个结果，应通过合理性的检验决定取舍。

知识点三、气体等温变化图象

知识点四、气体压强的计算方法

1．容器静止时求封闭气体的压强

(1)求由液体封闭的气体压强，应选择最低液面列压强平衡方程。

(2)在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强时，应特别注意液柱产生的压强ρgh中的h是表示竖直高度(不是倾斜长度)。

(3)连通器原理：在连通器中同一液体(中间液体不间断)的同一水平液面上压强是相等的。

(4)求由固体封闭(如气缸或活塞封闭)气体的压强，应对此固体(气缸或活塞)进行受力分析，列合力平衡方程。

2．容器加速时求封闭气体的压强

恰当地选择研究对象，进行受力分析，然后依据牛顿第二定律列式求封闭气体的压强，把求解压强问题转化为力学问题求解。

典例分析

一、带活塞气缸压强的求法

(1)气缸开口向上：

对活塞受力平衡：pS＝mg＋p0S，则压强：p＝p0＋.

(2)气缸开口向下：

对活塞受力平衡：p0S＝mg＋pS，则压强：p＝p0－.

(3)气缸开口水平：

对活塞受力平衡：p0S＝pS，则压强：p＝p0.

(4)活塞上放置物体的压强求法

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．如图甲所示，气缸截面积为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．

以活塞为研究对象，受力如图乙所示．由平衡条件得：Mg＋mg＋p0S＝pS，即：p＝p0＋.

二、水银管压强的求法

 (1)开口向上：

a．对水银柱受力平衡，类似开口向上的气缸：pS＝mg＋p0S.

又由：m＝ρV＝ρhS，则压强：p＝＋p0＝p0＋ρgh.

h表示汞柱时：p＝p0＋h.