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第二章 气体、固体和液体
第2节 气体的等温变化
联系生活实际思考
【思考】
1. 你能说一下乒乓球内气体状态参量p、v、T是怎样变化的吗？
2.在刚才的实验中三个状态参量都发生了变化，如果我们要研究某两个状态参量的关系，我们应该如何做呢？比如只研究p与v的直接的关系。
一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系，叫做气体的等温变化。
一、探究气体等温变化的规律
1.实验思路：
利用注射器选取一段空气柱为研究对象，如图，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。在实验过程中，利用控制变量法，保持温度不变，探究压强和体积的关系。
2.物理量的测量：
需要测量空气柱的体积V和空气柱的压强p。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。
思考与讨论：
① 研究的是哪一部分气体
② 怎样保证 T 不变
管内的气体，可用涂有润滑油的塞子封闭住。
不能用手触摸玻璃管或改变气体体积过程要缓慢进行。
3. 实验过程演示：
4.数据处理：
5. 结 论：
一定质量的某种气体在温度不变的情况下，压强P与体积V成反比。
6. 实验注意事项
①气体体积的改变要缓慢进行,保证温度不变
②柱塞事先要涂好润滑油，保证装置的气密性
③实验过程中，不要用手接触注射器的圆筒,保证温度不变
④在这个实验中，由于气体体积与长度成正比，因此研究气体的体积与压强的关系时，不需要测量空气柱的横截面积.
二、玻意耳定律
1. 内容： 一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p 与体积V 成反比。
2. 公式： pV=C(常数) 或 p1V1 = p2V2
C与气体的种类、质量、温度有关。
对一定质量的某种气体：温度不变，C不变
对一定质量的某种气体：温度越高，C越大
相当于大气压几倍的压强都可以算作“压强不太大”
零下几十摄氏度的温度也可以算作“温度不太低”
多了解一点：
PV = C = nRT
n为气体物质的量
R为气体常数(定值)
3. 公式应用注意事项：
① 研究对象: 一定质量的气体
② 适用条件: 温度保持恒定
③ 适用范围: 温度不太低（与室温相比），压强不太大（与大气压相比）
面积 S 表示什么？
4. 图像（等温线）：
① P-V 图像
s
面积 S =PV = C = nRT
T1
T2
同一条等温线上的各点温度相同，即p与V乘积相同.
等温线上的某点表示气体的一个确定状态.
一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积越大，等温线离原点越远。（图中T1【思考】一定质量的气体在T1、T2时的等温线如图，请比较T1、T2大小关系。
② p－1/V 图像
【特点】
（1）斜率越大，PV乘积越大，温度越高。
（2）一定质量气体，不同温度下的等温线是不同的。
斜率：K = P/( 1/V ) = PV = C
【思考】一定质量的气体在T1、T2时的等温线如图，请比较T1、T2大小关系。
T1气体体积一定时，分子的数密度一定，温度越高，分子无规则运动越剧烈，气体压强越大。所以T1三、封闭气体压强的分析与计算
1. 静止或匀速运动系统中压强的计算方法
(1)力平衡法：选取与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强。
(2)连通器原理：在连通器中，同一种液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强相等，如图中同一液面C、D处压强相等，pA＝p0＋ph。
2. 容器变速运动时封闭气体压强的计算
当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱、汽缸或活塞为研究对象，并对其进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强。
例：当竖直放置的玻璃管向上加速运动时，对液柱受力分析有：
pS-p0S-mg＝ma
【例1】一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（ B ）
A、一直下降
B、先上升后下降
C、先下降后上升
D、一直上升
【例2】某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。关于该实验的操作，下列说法正确的是（　 B　 ）
A．柱塞上涂油的目的是为了减小摩擦，便于推拉柱塞
B．柱塞与注射器之间的摩擦不影响压强的测量
C．为了方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞
D．实验中，为找到体积与压强的关系，需要测量柱塞
的横截面积
【例3】一定质量的气体在温度保持不变时，压强增大到原来的4倍，则气体的体积变为原来的（　 D ）
A．4
B．2
C．1/2
D．1/4
【例4】如图，开口向上且足够长的玻璃管竖直放置，管内长为5cm的水银柱封闭了一段长为6cm的气柱。保持温度不变，将管缓慢转动至水平位置，气柱长度变为（大气压强为75cmHg）（　 C 　）
A．5.6cm B．6.0cm C．6.4cm D．7.1cm
【例5】气缸倒挂在天花板上，用光滑的活塞密封一定量的气体，活塞下悬挂一个沙漏，保持温度不变，在沙缓慢漏出的过程中，气体的（　 B ）
A．压强变大，体积变大
B．压强变大，体积变小
C．压强变小，体积变大
D．压强变小，体积变小
【例6】在一个温度可视为不变的水池中，一个气泡从水底缓慢向上浮起，则在气泡上升的过程中，气泡的（　 A 　）
A．体积增大，压强减小
B．体积不变，压强不变
C．体积减小，压强增大
D．体积减小，压强减小
课堂小结
一、探究气体等温变化的规律
二、玻意耳定律： PV=C P1V1=P2V2
三、等温变化的图像

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