2.2气体的等温变化（解析版）-2024年高二物理同步培优讲练（人教版选择性必修第三册）.pdf

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，其压强与体积变化时的关系．

二、实验思路

在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下，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、注射器、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、橡胶套、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．

1

2．作p－图像

V

11

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

VV

1

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

V

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．

1

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

V

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，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比．

2．公式

pV＝C或pV＝pV.

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3．条件

气体的质量一定，温度不变．

1．常量的意义

pV＝pV＝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

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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(p、V；p、V)．

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(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．

1

知识点三、气体等温变化的p－V图像或p－图像

V

两种等温变化图像

1

内容p－图像p－V图像

V

图像

特点

一定质量的某种气体，温度不变时，

1一定质量的某种气体，在温度不变的

pV＝恒量，p与V成反比，p与就成

物理V

情况下，p与V成反比，因此等温过

意义1

正比，在p－图上的等温线应是过原程的p－V图像是双曲线的一支