高二物理课堂学习点拨

1、高二物理课堂学习点拨 110406-09 高二物理课堂学习点拨 主题：气体状态变化规律及其应用 一、 气体的等温变化 一、玻意耳定律 1内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。 2表达式：PV=C (常量) 或 P 1 V 1 =P 2 V 2 。 （1）成立条件：质量一定，温度不变，且压强不太大，温度不太低。 （2）PV=C。其中常量 C 与气体的种类、质量、温度有关。 二、 等温变化的 P P- -V V 图象和 和 P P- - 1/V 图象 1物理意义：反映压强随体积的变化关系。 2点的意义：每一组数据反映气体的某一状态。 3等温线是双曲线的一支。 4温度越高，

2、等温线离原点越远。如图， t 3 t 2 t 1 。 5 P 1/ V 图象如图所示。等温线是通过原点的直线，由于气体的体积不能无穷大，所以靠近原点附近处应用虚线表示，该直线的斜率 k p /1V pV T ，即斜率越大，气体做等温变化的温度越高。 三、利用玻意耳定律解题的基本思路 （1）明确研究对象； （2）分析过程特点，判断为等温过程； （3）列出初、末状态的 P、V 值； （4）根据 P 1 V 1 =P 2 V 2 列式求解并讨论。 【例题】容器 A 的容积是容器 B 的容积的 4 倍，开始时 A 中是真空，B 中有 2010 5 Pa压强的气体，打开开关，A、B 相通后，温度不变，B

3、 中气体压强为多少帕？ 【解析】以容器 B 中的气体为研究对象。当开关打开时，B 中的气体进入 A 中，气体体积变大，最后 A 和 B 构成一个新的容器，温度不变，符合条件。 初状态 P 1 =2010 5 Pa，V 1 =V（V 为 B 的容积） 末状态 P 2 ，V 2 =5V 由玻意耳定律 P 1 V 1 =P 2 V 2 得：2010 5 V=P 2 5V 解得：P 2 =410 5 Pa。 二 、 气体的等容变化和等压变化 一、气体的等容变化 1一定质量的气体，在体积不变的情况下发生的状态变化叫等容变化。 2查理定律：一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比。 3公

4、式：CTP?或 2211TPTP? 。C 与气体的种类、质量和体积有关。 4查理定律的另一种表达 一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低） 1，增加（或减少）的压强等于它 0时压强的 1/273。 设温度为 0时，一定质量的气体压强为 p 0 ，此时 T273K；当温度为 t时，气体压强为 p，则有273 2730?tP P 即 )2731 (0tP P ? ? 5一定质量的气体在等容变化时，升高（或降低）相同的温度增加（或减小）的压强是相同的，即TPTP?。 6 P 与热力学温度 T 成正比，不与摄氏温度 t 成正比，但压强的变化 D P 与摄氏温度 D t 的变化成正比。

5、7查理定律的微观解释：一定质量（ m ）的气体的总分子数（ N ）是一定的，体积（ V ）保持不变时，其单位体积内的分子数（ n ）也保持不变，当温度（ T ）升高时，其分子运动的平均速率（ v ）也增大，则气体压强（ p ）也增大；反之当温度（ T ）降低时，气体压强（ p ）也减小。 8等容线 P T 图象中 1、2 是两条等容线。同一等容线上，气体的体积相同。图象上每一点表示气体的一个状态。 PT 图线其延长线过原点，斜率反映体积的大小。不同体积下的两条等容线，斜率越大，体积越小。（比较同一温度 T 0 时对应的压强 P 1 和 P 2 大小，由 PV=C 判断体积 V 1 和 V 2

6、的大小，图中 V 1 V 2 。） 二、气体的等压变化 1气体在压强不变的情况下发生的状态变化叫等压变化。 2盖吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比。 3公式：CTV?或 2211TVTV? 。C 与气体的种类、质量和压强有关。 4盖吕萨克定律的另一种表达 一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度每升高（或降低） 1，增加（或减少）的体积等于它 0时体积的 1/273。 设温度为 0时，一定质量的气体体积为 V 0 ，此时 T273K；当温度为 t时，气体体积为 V，则有273 2730?tV V 即)2731 (0tV V ? ? 5一定质量的气体在等压

7、变化时，升高（或降低）相同的温度增加（或减小）的体积是相同的，即TVTV?。 6 V 与热力学温度 T 成正比，不与摄氏温度成正比，但体积的变化 D V 与摄氏温度D t 的变化成正比。 7盖吕萨克定律的微观解释：一定质量（ m ）的理想气体的总分子数（ N ）是一定的，要保持压强（ p ）不变，当温度（ T ）升高时，全体分子运动的平均速率 v 会增加，那么单位体积内的分子数（ n ）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积（ V ）一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小。 8等压线 VT 图象中 1、2 是两条等压线。同一等压线上，气体的压强相同。图象上每一点表示气体

8、的一个状态。 VT 图线其延长线过原点，斜率反映压强的大小。不同压强下的两条等压线线，斜率越大，压强越小。（比较同一温度 T 0 时对应的体积 V 1 和 V 2 大小，由 PV=C 判断压强 P 1 和 P 2 的大小，图中 P 1 P 2 。） 三 、 习题评讲 1、如图所示，两端封闭的等臂 U 形管中，两边的空气柱 a 和 b 被水银柱隔开，当 U形管竖直放置时，两空气柱的长度差为 h。现将这个管放平，使两臂位于同一水平面上，稳定后两空气柱的长度差为 l ，若温度不变，则（ A ） A l h B l =h C l=0 D lP b 。 当平放时（俯视图如下右图），两边的空气柱内气体压强

9、相等，则有 a 边的压强 P a 要减小，b 边的压强 P b 要增大。 由玻意耳定律得： a 边气体体积 V a 要增大，b 边气体体积 V b 要减小，则空气柱的长度差变大，即 l h 。 2、图为医院给病人输液的部分装置， A 为输液瓶， B 为滴壶， C 为进气管，与大气相通。则在输液过程中（瓶 A 中尚有液体），下列说法正确的是（ B ） 瓶 A 中上方气体的压强随液面的下降而增大； 瓶 A 中液面下降，但 A 中上方气体的压强不变； 滴壶 B 中的气体压强随 A 中液面的下降而减小； 在瓶中药液输完以前，滴壶 B 中的气体压强保持不变 A B C D 【解析】C 端的压强是一个大气

10、压 P 0 ，设 A 中的压强为 P A ，则 P A =P 0 -gh，因此 P A将随着 h 的减小而增大。滴壶 B 的上液面与进气管 C 端的高度差不受输液瓶 A 内液面变化的影响，P B =P 0 +gh，因此压强不变。 3、如图所示，水银柱长度为 19cm，大气压强为 110 5 Pa（相当于 76cm 高的水银柱产生的压强），玻璃管粗细均匀。玻璃管开口向上竖直放置时，被封闭的气柱长 15cm，当开口竖直向下放置时（水银柱没有溢出管外），被封闭的气柱长度是多少？ 【解析】设玻璃管开口向上时封闭气体的压强为 P 1 ，气柱长度为 h 1 ，横截面积为 S，大气压强为 P 0 ，则有 P

11、 1 =P 0 +gh，V 1 =h 1 S 当玻璃管开口向下时，封闭气体的压强为 P 2 ，气柱长度为 h 2 ，则有 P 2 =P 0 gh，V 2 =h 2 S 由玻意耳定律 P 1 V 1 =P 2 V 2 得（P 0 +gh）h 1 S=（P 0 gh）h 2 S 代入数据（76g+19g）h 1 S=（76g - 19g）h 2 S 解得：h 2 =25cm。 4、一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中，内封一定质量的气体，管内水银面低于管外，在温度不变时，将玻璃管稍向下插入一些，下列说法正确的是，如图所示（ AD ） A玻璃管内气体体积减小 B玻璃管内气体体积增大 C管内外水银

12、面高度差减小 D管内外水银面高度差增大 【解析】假设气体的体积不变，则玻璃管向下时，管内水银面与管外水银面的高度h 变大，由 P=P 0 +gh 知，气体的压强 P 增大，由玻意耳定律得气体体积 V 减小。 5、一定质量的气体在保持密度不变的情况下，把它的温度由原来的 27升到 127，这时该气体的压强是原来的（ C ） A3 倍 B4 倍 C4/3 倍 D3/4 倍 【解析】由题意知，气体在等容变化过程中，则由查理定律 P/T=C 得 P 1 /(27+237) =P 2 /(127+273) ，解得 P 2 /P 1 =4/3。 6、汽缸中封闭着温度为 100的空气，一重物用绳索经滑轮跟缸中活塞相连接，重物和活塞都处于平衡状态，这时活塞离气缸底的高度为 10cm，如果缸内空