2.2气体的等温变化-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019选择性必修第三册）

2.2 气体的等温变化 知识点一、实验：探究气体等温变化的规律 一、等温变化 一定质量的气体，在温度不变的条件下，其 与 变化时的关系． 二、实验思路 在保证密闭注射器中气体的 和 不变的条件下，通过改变密闭注射器中气体的体积，由压力表读出对应气体的压强值，进而研究在恒温条件下气体的压强与体积的关系． 三、实验器材 带铁夹的铁架台、 、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、 、刻度尺． 四、物理量的测量 1．如图所示组装实验器材． 2．利用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭． 3．把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据．空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V.空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取． 五、数据分析 1．作p－V图像 以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标，用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘出等温曲线，如图所示．观察p－V图像的特点看能否得出p、V的定量关系． 2．作p－图像 以压强p为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸上描点．如果p－图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强p跟成正比，即压强与体积成反比．如果不在同一条直线上，我们再尝试其他关系． 3．实验结论：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的倒数成正比． 六、注意事项 1．改变气体体积时，要缓慢进行． 2．实验过程中，不要用手接触注射器的外壁． 3．实验前要在柱塞上涂抹润滑油． 4．读数时视线要与柱塞底面平行． 5．作p－图像时，应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布于直线两侧，偏离太大的点应舍弃掉． 知识点二、玻意耳定律 1．内容 一定质量的某种气体，在 不变的情况下，压强p与体积V成 2．公式 pV＝C或 . 3．条件 气体的 一定， 不变． 1．常量的意义 p1V1＝p2V2＝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，则常量C越大． 2．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． (2)确定初、末状态及状态参量(p1、V1；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． 知识点三、气体等温变化的p－V图像或p－图像 两种等温变化图像 内容 p－图像 p－V图像 图像 特点 物理 意义 一定质量的某种气体，温度不变时，pV＝恒量，p与V成反比，p与就成正比，在p－图上的等温线应是过原点的倾斜直线 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，p与V成反比，因此等温过程的p－V图像是双曲线的一支 温度 高低 直线的斜率为p与V的乘积，斜率越大，pV乘积越大，温度就越高，图中T2>T1 一定质量的某种气体，温度越高，气体压强与体积的乘积必然越大，在p－V图上的等温线就越高，图中T2>T1 [例题1] （2023•河西区模拟）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是（　　） A．气体压强减小体积增大 B．气体分子的平均速率增大 C．气体分子的平均动能减小 D．气体分子间的作用力增大 [例题2] （2022春•爱民区校级期末）用打气筒给自行车打气，设每打一次可打入压强为1atm的空气0.1L，自行车内胎的容积为2.0L，假设胎内原来没有空气，且打气过程温度不变，那么打了40次后胎内空气压强为（　　） A．5atm B．25atm C．2atm D．40atm [例题3] （2022秋•浙江月考）血压仪由加压气囊、臂带，压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强与大气压强的差值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为60cm3；每次挤压气囊都能将60cm3的外界空气充入臂带中，经N次充气后，压强计臂带内气体体积变为250cm3，压强计示数为150mmHg。已知大气压强等于750mmHg，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则N等于（　　） A．3 B．4 C．5 D．6 [例题4] （2022•金山区二模）玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银封闭一定质量的理想气体。将玻璃管绕底端缓慢转到虚线所示位置，则（　　） A．根据查理定律可判断气体体积在变大 B．根据查理定律可判断气体体积在变小 C．根据玻意耳定律可判断气体体积在变大 D．根据玻意耳定律可判断气体体积在变小 [例题5