(共22张PPT)
1．玻意耳定律、查理定律、盖—吕萨克定律可看成是理想气体状态方程在T恒定、V恒定、p恒定时的特例．
2．应用三个实验定律及状态方程解题的一般思路．
应先确定在状态变化过程中气体保持质量不变．解题时：
第一，必须确定研究对象，即某一定质量的气体，分析它的变化过程；
第二，确定初、末两状态，正确找出初、末两状态的六个状态参量，特别是压强；
第三，用理想气体状态方程列式，并求解．
【特别提醒】 T必须是热力学温度，公式两边中p和V单位必须统一，但不一定是国际单位．
答案： (1)1.6×105 Pa (2)1.1×105 Pa
用图象表示气体状态变化的过程及变化规律具有形象、直观、物理意义明朗等优点．利用图象对气体状态、状态变化及规律进行分析，会给解答带来很大的方便．
图象上的一个点表示定质量气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线或曲线表示定质量气体状态变化的一个过程.
一定质量的理想气体，在状态变化过程中的p－T图象如图所示，在A状态时的体积为V0，试画出该变化过程对应的V－T 图象和p－V图象．
1．充气问题
向球、轮胎等容器中充气是一类典型的变质量的气体问题．只要选择球内原有气体和即将打入的所有气体作为研究对象，就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为一定质量气体的状态变化问题．
2．抽气问题
在从容器内抽气的过程中，容器内气体的质量不断减小，属于变质量问题．分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，则气体质量不变，故抽气过程可看成是一定质量气体的等温膨胀的过程．
农村常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的容积为7.5 L，装入药液后，药液上方体积为1.5 L，关闭阀门K，用打气筒B每次打进105 Pa的空气250 cm3.求：
(1)要使药液上方气体的压强为4×105 Pa，打气筒活塞应打几次？
(2)当A中有4×105 Pa的空气后，打开阀门K可喷射药液，直到不能喷射时，喷射器剩余多少体积的药液？
思路点拨：
答案： (1)18 (2)1.5 L
练考题、验能力、轻巧夺冠
知能综合检测卷(共48张PPT)
2.气体的等容变化和等压变化
一、气体的等容变化
1．等容变化：一定质量的气体在体积不变时 随 的变化．
2．查理定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成 ．
压强
温度
正比
p＝CT
(3)图象：
(4)适用条件：①气体的 不变．②气体的 不变．
质量
体积
二、气体的等压变化
1．等压变化：一定质量的气体，在压强不变的情况下， 随 的变化．
2．盖—吕萨克定律
(1)内容：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 ．
(2)表达式：
或 或 .
体积
温度
正比
V＝CT
(3)图象
【特别提醒】 若横轴用摄氏度t表示，则在p－t图象中的等容线或V－t图象中的等压线均不再过原点，它们的延长线应过－273.15 ℃.
(4)适用条件：①气体 不变；②气体 不变.
质量
压强
一、查理定律与盖—吕萨克定律的比较
如图甲所示，为一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象．已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa.
(1)说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中TA的温度值；
(2)请在图乙所示的坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的p－T图象，并在图象相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定有关坐标值，请根据实际情况写出计算过程．
二、一定质量的气体不同图象比较
类别
图线 特点 举例
p－V pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远
p－1/V 斜率越大，温度越高
p－T 斜率越大，体积越小
V－T 斜率越大，压强越小
一定质量气体的状态变化过程的p－V图线如图所示，其中A是初始态，B、C是中间状态．A→B为双曲线的一部分，B→C与纵轴平行，C→A与横轴平行．如将上述变化过程改用p－T图线和V－T图线表示，则在下列的各图中正确的是( )
解析： 在p－V图象中，气体由A→B是等温过程，且压强减小，气体体积增大；由B→C是等容过程，且压强增大，气体温度升高；由C→A是等压过程，且体积减小，温度降低．由此可判断在p－T图中A错、B正确，在V－T图中C错、D正确．
答案： BD
有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡A内封有一定量气体，与A相连的B管插在水槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出．设B管的体积与A玻璃泡的体积
相比可忽略不计．在1标准大气压下对B管进行
温度刻度(1标准大气压相当于76 cmHg的压强，
等于101 kPa)．已知当温度t1＝27 ℃时，管内
水银面高度x1＝16 cm，此高度即为27 ℃的刻
度线，问t＝0 ℃的刻度线在何处．
思路点拨：
答案： 21.4 cm
【反思总结】 利用查理定律解题的一般步骤：
(1)确定研究对象，即被封闭的气体．
(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律条件．是否是质量和体积保持不变．
(3)确定初、末两个状态的温度、压强或温度、体积．
(4)按查理定律公式列式求解．
(5)分析检验求解结果．
【跟踪发散】 1－1：用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸．我们通常用的可乐易拉罐容积V＝355 mL.假设在室温(17 ℃)罐内装有0.9V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为1 atm.若易拉罐承受的压强为1.2 atm，则保存温度不能超过多少？
答案： 75 ℃
如图所示，活塞的质量为m，大气压强为p0，当密闭气体的温度由T1升高到T2时，求：
(1)温度为T2时气体的压强；
(2)温度为T2时的气体体积．
(汽缸的横截面积为S，忽略活塞与汽缸间的摩擦，温度T1时气体的体积为V1)
思路点拨：
【反思总结】 利用盖—吕萨克定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象，即某被封闭气体．
(2)分析状态变化过程，明确初、末状态，确认在状态变化过程中气体的质量和体积保持不变．
(3)分别找出初、末两状态的温度、压强或温度、体积．
(4)根据盖—吕萨克定律列方程求解．
(5)分析所求结果是否合理
【跟踪发散】 2－1：一气象探测气球，在充有压强为1.00 atm(即76.0 cmHg)、温度为27.0 ℃的氦气时，体积为3.50 m3.在上升至海拔6.50 km高空的过程中，气球内氦气的压强逐渐减小至此高度上的大气压36.0 cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变．此后停止加热，保持高度不变．已知在这一海拔高度气温为－48.0 ℃.求：
(1)氦气在停止加热前的体积；
(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积．
解析： (1)在气球上升至海拔6.50 km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程．
根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2①
式中，p1＝76.0 cmHg，V1＝3.50 m3，p2＝36.0 cmHg，V2是在此等温过程末氦气的体积．
由①式得
V2≈7.39 m3②
(2)在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T1＝300 K下降到与外界气体温度相同，即T2＝225 K．这是一等压过程．根据盖—吕萨克定律有
答案： (1)7.39 m3 (2)5.54 m3
如图所示，一定质量的气体从状态A经B、C、D再回到A.问AB、BC、CD、DA是什么过程？已知气体在状态A时的体积是1 L，求在状态B、C、D时的体积各为多少，并把此图改为p－V图．
解析： A→B为等容线，压强随温度升高而增大．
B→C为等压过程，体积随温度升高而增大．
C→D为等温变化，体积随压强减小而增大．
D→A为等压变化，体积随温度降低而减小．
答案： 见解析
【反思总结】 图象的分析方法及应用：
(1)图象上的某一点表示一定质量气体的一个平衡状态；图象上的某一线段，表示一定质量气体的状态变化的一个过程．
(2)应用图象解决问题时，要注意数学公式与图象的数图转换，图象与物理过程、物理意义之间的关系．
(3)在图形转换时，关键是要明确状态的各个参量，并正确分析出各过程的性质及图象特点．
【跟踪发散】 3－1：如图所示，为一定质量的理想气体p－1/V图象，图中BC为过原点的直线，A、B、C为气体的三个状态，则下列说法中正确的是( )
A．TA>TB＝TC B．TA>TB>TC
C．TA＝TB>TC D．TA解析： 由题图可知A→B为等容变化，根据查理定律，pA>pB，TA>TB.由B→C为等温变化，即TB＝TC.所以TA>TB＝TC，选项A正确．
答案： A
1．描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线是图中的( )
解析： 等容变化的过程的p－t图在t轴上的交点坐标是(－273 ℃，0)，D正确．
答案： D
2．如图所示，在一只烧瓶上连一根玻璃管，把它跟一个水银压强计连在一起，烧瓶里封闭着一定质量的气体，开始时水银压强计U形管两端水银面一样高．下列情况下，为使U形管两端水银面一样高，管A的移动方向是( )
A．如果把烧瓶浸在热水中，应把A向下移
B．如果把烧瓶浸在热水中，应把A向上移
C．如果把烧瓶浸在冷水中，应把A向下移
D．如果把烧瓶浸在冷水中，应把A向上移
解析： 使U形管两端水银面一样高，即保持封闭气体的压强始终等于外界大气压而不变，若把烧瓶浸在热水中，气体体积增大，A中水银面上升，为使两管水银等高，应把A下移，故A项正确，B错；若把烧瓶浸在冷水中，气体体积减小，B管中水银面上升，为使两管水银面等高，应把A管上移，故C错，D对．
答案： AD
3.(2011·临沂联考)如图所示，两端开口的U形管，右侧直管中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在左管中再注入一些水银，平衡后则( )
A．下部两侧水银面A、B高度差h减小
B．h增大
C．右侧封闭气柱体积变小
D．水银面A、B高度差h不变
解析： 在左管中注入水银过程中，右管中的封闭气体的压强不变，所以水银面A、B高度差h不变，故选D.
答案： D
4．一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程的V－T图象如图所示，则( )
A．在过程A→C中，气体的压强不断变小
B．在过程C→B中，气体的压强不断变大
C．在状态A时，气体的压强最小
D．在状态B时，气体的压强最大
答案： BCD
5．(2011·上海单科，4)如图，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强( )
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．始终不变 D．先增大后减小
解析： 在V－T图象中，各点与坐标原点连线的斜率表示压强的大小．斜率越小，压强越大.
答案： A
6.如图所示，这是一种气体温度计的示意图，测温泡B内存储有一定气体，经毛细管与水银压强计的左臂M相连，测温时，使测温泡与待测系统做热接触．上下移动压强计的右臂M′，使左臂中的水银面在不同温度下始终固定在同一位置O处，以保持气体的体积不变．已知在标准状态下大气压强为p0，左、右臂水银面的高度差为h0，实际测温时，大气压强为p1，左、右臂水银面的高度差为h1，试用上述物理量推导所测 摄氏温度t的表达式．(压强单位都是cmHg)
练考题、验能力、轻巧夺冠(共53张PPT)
4．气体热现象的微观意义
一、随机性与统计规律
1．必然事件：在一定条件下 出现的事件．
2．不可能事件：在一定条件下 出现的事件．
3．随机事件：在一定条件下 出现，也 不出现的事件．
4．统计规律：大量的 整体表现出的规律．
必然
不可能
可能
可能
随机事件
二、气体分子运动的特点
1．运动的自由性：气体分子之间的距离，大约是分子直径的 左右，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子间可认为不受力的作用，在空间内自由移动．
2．运动的无序性：分子的运动永不停息，杂乱无章，在某一时刻，向着 运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目都 ．
3．运动的高速性：常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率．
10倍
任何一个方向
相等
三、气体温度的微观意义
1． ，分子的热运动 ．
2．分子速率大小的分布图线
呈“ 、 ”的规律
3． 是分子平均动能的标志．
四、气体压强的微观意义
1．气体的压强是大量气体分子频繁地 而产生的．
2．影响气体压强的两个因素：
(1)气体分子的 ；
(2)分子的 ．
温度越高
越激烈
中间多
两头少
温度
碰撞器壁
平均动能
密集程度
五、对气体实验定律的微观解释
1．玻意耳定律
一定质量的气体，温度保持不变时，分子的 是一定的．在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度 ，气体的压强就 ．
2．查理定律
一定质量的气体，体积保持不变时，分子的 保持不变．在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能 ，气体的压强就 ．
平均动能
增大
增大
密集程度
增大
增大
3．盖—吕萨克定律
一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能 ．只有气体的体积同时 ，使分子的密集程度 ，才能保持压强不变．
增大
增大
减小
一、正确理解气体压强的微观意义
1．气体压强的产生：单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．
2．决定气体压强大小的因素
(1)微观因素
①气体分子的密集程度：气体分子密集程度(即单位体积内气体分子的数目)大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多，气体压强就越大；
②气体分子的平均动能：气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁的碰撞(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就多，累计冲力就大，气体压强就越大．
(2)宏观因素
①与温度有关：温度越高，气体的压强越大；
②与体积有关：体积越小，气体的压强越大．
关于密闭容器中气体的压强，下列说法正确的是( )
A．是由气体受到的重力产生的
B．是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的
C．压强的大小只取决于气体分子数量的多少
D．容器运动的速度越大，气体的压强也越大
解析： 气体的压强是由于大量分子对器壁频繁碰撞造成的，在数值上就等于在单位面积上气体分子的平均碰撞作用力．
答案： B
二、微观解释气体实验定律
1．玻意耳定律
(1)宏观表现：一定质量的气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大，体积增大，压强减小．
(2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变．体积减小，分子越密集，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大．
2．查理定律
(1)宏观表现：一定质量的气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大，温度降低，压强减小．
(2)微观解释：体积不变，则分子密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大．
3．盖—吕萨克定律
(1)宏观表现：一定质量的气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小．
(2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素分子密度减小，所以气体的体积增大．
对于一定质量的气体，当它的压强和体积发生变化时，以下说法正确的是( )
A．压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变
B．压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小
C．压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变
D．压强减小，体积增大时，其分子平均动能可能增大
解析： 质量一定的气体，分子总数不变，体积增大，单位体积内的分子数减少；体积减小，单位体积内的分子数增多，根据气体的压强与单位体积内的分子数和分子的平均动能这两个因素的关系，可判知A、D正确，B、C错误．
答案： AD
对于气体分子的运动，下列说法正确的是( )
A．一定温度下某理想气体的分子的碰撞虽然十分频繁但同一时刻，每个分子的速率都相等
B．一定温度下某理想气体的分子速率一般不等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少
C．一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况
D．一定温度下某理想气体，当温度升高时，其中某10个分子的平均动能可能减少
解析： 一定温度下某理想气体分子碰撞十分频繁，单个分子运动杂乱无章，速率不等，但大量分子的运动遵守统计规律，速率大和速率小的分子数目相对较少，向各个方向运动的分子数目相等，A、C错，B对；温度升高时，大量分子平均动能增大，但对个别或少量(如10个)分子的动能有可能减少，D对．
答案： BD
【跟踪发散】 1－1：(2011·四川卷·14)气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( )
A．气体分子可以做布朗运动
B．气体分子的动能都一样大
C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动
D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大
解析： 布朗运动是指悬浮颗粒因受分子作用力不平衡而引起的悬浮颗粒的无规则运动，选项A错误；气体分子因不断相互碰撞其动能瞬息万变，因此才引入了分子的平均动能，选项B错误；气体分子不停地做无规则热运动，其分子间的距离大于10r0，因此气体分子间除相互碰撞的短暂时间外，相互作用力十分微弱，分子的运动是相对自由的，可以充满所能达到的整个空间，故选项C正确；气体分子在不停地做无规则运动，分子间距离不断变化，故选项D错误．
答案： C
对于一定质量的理想气体，下列四个叙述中正确的是( )
A．当分子热运动变剧烈时，压强必变大
B．当分子热运动变剧烈时，压强可以不变
C．当分子间的平均距离变大时，压强必变小
D．当分子间的平均距离变大时，压强必变大
解析： 根据气体压强产生的原因可知：一定质量的理想气体的压强，由气体分子的平均动能和气体分子的密集程度共同决定．分子平均动能越大，单位时间内分子撞击器壁的次数越多，气体压强越大，A、C、D三个选项均只给定了其中一个因素，而另一个因素不确定．不能判断压强是变大还是变小，所以只有B正确．
答案： B
【反思总结】 (1)对气体压强大小决定因素的理解和对实际物理过程、物理情境的分析是正确解题的关键．
(2)从微观角度看，气体的压强是由气体分子的平均动能和单位体积里气体分子数共同决定的，不能单方面作出压强变化的结论．
【跟踪发散】 2－1：一定质量的气体，下列叙述中正确的是( )
A．如果体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大
B．如果压强增大，气体分子对单位面积器壁的压力一定增大
C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大
D．如果分子密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大
解析： 气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数，是由单位体积内的分子数和分子的平均速率共同决定的．选项A和D都是单位体积内的分子数增大，但分子的平均速率如何变化却不知道；选项C由温度升高可知分子的平均速率增大，但单位体积内的分子数如何变化未知，所以选项A、C、D都不能选．由气体分子压强的产生可知．故正确答案为B.
答案： B
一定质量的某种理想气体，在压强不变的条件下，如果体积增大，则( )
A．气体分子的平均动能增大
B．气体分子的平均动能减小
C．气体分子的平均动能不变
D．条件不足，无法判定气体分子平均动能的变化情况
解析：
答案： A
【反思总结】 从微观角度讲，气体体积增大，单位体积内的分子数减少，若压强不变，则分子的平均动能增大，每一次撞击的平均作用力增大．
【跟踪发散】 3－1：封闭在汽缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，下列说法正确的是( )
A．气体的密度变大
B．气体的压强增大
C．分子的平均动能减小
D．气体在单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增多
解析： 气体的质量和体积都不发生变化故密度不变，A项错．温度是分子平均动能的标志，温度升高分子平均动能增大，C项错．分子数不变，体积不变，但分子运动的剧烈程度加剧了，故单位时间内撞击器壁的分子数增多，气体压强增大，故B、D正确．
答案： BD
1．大量气体分子运动的特点是( )
A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空间里自由移动
B．分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动
C．分子沿各方向运动的机会相等
D．分子的速率分布毫无规律
解析：
答案： ABC
选项 个性分析
A正确 因气体分子间距离较大，分子力弱到可以忽略，分子除碰撞外不考虑其他作用，故可在空间自由移动
B正确 分子间频繁的碰撞使分子的运动杂乱无章，且向各方向运动的机会均等
C正确
D错误 气体分子速率按正态分布，即“中间多，两头少”
2．封闭在汽缸内的一定质量的气体，如果保持气体压强不变，当温度升高时，以下说法正确的是( )
A．气体分子密度增大
B．气体分子的平均动能减小
C．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数减少
D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
答案： C
3．一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因是( )
A．温度升高后，气体分子的平均速率变大
B．温度升高后，气体分子的平均动能变大
C．温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大
D．温度升高后，单位体积内的分子数变大，撞击到单位面积器壁上的分子数增多了
解析： 体积不变，分子密度不变，温度升高，分子平均速率变大，单位时间内单位器壁面积上所受的分子平均撞击次数增多，撞击力增大，气体压强增大，因此，A、B、C正确，D错误．
答案： ABC
4．如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则在此状态变化过程中( )
A．气体的温度不变
B．气体的内能增大
C．气体分子的平均速率减小
D．气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数不变
解析： 由p－V图象中的AB图线可知，气体状态由A变到B为等容升压，根据查理定律，一定质量的气体，当体积不变时，压强跟温度成正比，故压强增大，温度升高，内能增大，A错误，B正确；气体的温度升高，气体分子平均速率增大，故C错误；气体压强增大且温度升高，则气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数增多，故D错误．
答案： B
5．1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律．若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比．下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是( )
解析： 根据统计规律，分子速率较大、较小的分子数目较少，符合这一特点的图象是D.
答案： D
6．把打气筒的出气口堵住，往下压活塞，越往下压越费力，主要原因是因为往下压活塞时( )
A．空气分子间的引力变小
B．空气分子间的斥力变大
C．空气与活塞分子间的斥力变大
D．单位时间内空气分子对活塞碰撞次数变多
解析： 气体分子间距离大于10r0，分子间相互作用力可忽略不计，故A、B、C错；下压活塞费力，是因一定质量的空气，体积减小，压强增大，分子密度减小，空气分子对活塞在单位时间内的碰撞次数增多，D正确．
答案： D
7.用一导热的可自由滑动的轻隔板把一圆柱形容器分隔成A、B两部分，如图所示．A和B中分别封闭有质量相等的氮气和氧气，均可视为理想气体，则可知两部分气体处于热平衡时( )
A．分子的平均动能和平均速率都相等
B．分子的平均动能相等
C．分子的平均速率相等
D．分子数相等
解析： 两种理想气体的温度相同，所以分子的平均动能相同，而气体种类不同，其分子质量不同，所以分子的平均速率不同，故B正确，A、C错误．两种气体的质量相同，而摩尔质量不同，所以分子数不同，故D错误．故正确答案为B.
答案： B
8.(2011·上海单科，8)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则( )
A．TⅠ＞TⅡ＞TⅢ B．TⅢ＞TⅡ＞TⅠ
C．TⅡ＞TⅠ，TⅡ＞TⅢ D．T1＝TⅡ＝TⅢ
解析： 温度是气体分子平均动能的标志．由图象可以看出，大量分子的平均速率Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ，因为是同种气体，则EkⅢ＞EkⅡ＞EkⅠ，所以B正确，A、C、D错误．
答案： B
9．如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中正确的是(容器容积恒定)( )
A．两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的
B．两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的
C．甲容器中pA＞pB，乙容器中pC＝pD
D．当温度升高时，pA、pB变大，pC、pD也要变大
解析： 对甲容器压强产生的原因是由于液体受到重力的作用，而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁产生的，A、B错，液体的压强p＝ρgh，hA＞hB，可知pA＞pB，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，pC＝pD，C对；温度升高时，pA、pB不变，而pC、pD增大，D错．
答案： C
答案： (1)1.8×105 Pa (2)在缓慢下压过程中，温度不变，气体分子的平均动能不变；但单位体积内的气体分子数增多，碰撞器壁的次数增多，气体的压强变大．(共45张PPT)
1．气体的等温变化
一、玻意耳定律
1．气体状态参量
气体的三个状态参量为 、 、 ．
2．实验探究
(1)实验装置：如图所示，实验的研究对象是 ．
温度
体积
压强
气体
被封闭的
(2)实验数据收集
空气柱的压强p可以从 上读出，空气柱的长度L可以从注射器两侧的 上读出，则空气柱的体积为长度L与横截面积S的乘积，即V＝LS.
用手把柱塞向下压或向上拉，读出若干组 与 的值．
(3)实验数据处理
①猜想：由实验观察及记录数据可知，空气柱的体积越小，其压强就 ，空气柱的压强与体积可能成 ．
压力表
压强p
体积V
越大
反比
刻度
反比
正比
3．玻意耳定律
(1)内容：一定 的气体，在温度保持不变时，它的压强和体积成反比；或者说，压强和体积的乘积保持 ．此即玻意耳定律．
(2)数学表达式：pV＝C(常量)或p1V1＝p2V2.
(3)适用条件：
①气体质量不变、温度不变；
②气体温度不太低、压强不太大．
不变
质量
二、气体等温变化的p－V图象
1．p－V图象
一定质量的理想气体的p－V图象如图甲所示，图线为双曲线的一支，且温度t1甲 乙
一、容器静止或匀速运动时封闭气体压强的求法
1．取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面．由两侧压强相等列方程求解压强．
例如图中，同一液面C、D处压强相等
pA＝p0＋ph.
2．参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等，进而求得气体压强．
例如，图中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A，在其最低处取一液片B，由其两侧受力平衡可知
(pA＋ph0)S＝(p0＋ph＋ph0)S.即pA＝p0＋ph.
3．力平衡法：选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．
如图所示，竖直放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内．已知水银柱a长10 cm，水银柱b两个液面间的高度差为5 cm，大气压强为75 cmHg，求空气柱A、B的压强．
解析： 设气体A、B产生的压强分别为pA、pB，管截面积为S，取a液柱为研究对象进行受力分析如图甲所示，得pAS＋mag＝p0S，而paS＝ρgh1S＝mag，
故pAS＋paS＝p0S
所以pA＝p0－pa＝75 cmHg－10 cmHg
＝65 cmHg
取液柱b为研究对象进行受力分析如图乙所示，同理可得
pBS＋pbS＝pAS
所以pB＝pA－pb＝65 cmHg－5 cmHg＝60 cmHg.
答案： 65 cmHg 60 cmHg
二、对玻意耳定律的理解
1．成立条件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是实验定律．
只有在气体质量一定、温度不变的条件下才成立．
2．恒量的定义：p1V1＝p2V2＝恒量C，该恒量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，该恒量C越大．
3．等温变化的图象
(1)p－V图象：一定质量的气体发生等温变化时的p－V图象如图所示，图象为双曲线的一支．
①图线反映了在等温情况下，一定质量的气体的压强与体积成反比的规律．
②图象上的点，代表的是一定质量气体的一个状态．
③一定质量的气体在不同温度下的等温线是不同的．如图所示的两条等温线，分别是一定质量的气体在较低温度T1和较高温度T2时的等温线．气体的温度越高，它的等温线越远离两坐标轴．即T1＜T2.
下列图中，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，各图中正确描述一定质量的气体不是等温变化的是( )
答案： D
◎ 教材资料分析
〔思考与讨论〕——教材P20
图中有两条等温线，你能判断哪条等温线表示的是温度比较高时的情形吗？你是根据什么理由做出判断的？
【点拨】 图中的两条等温线T2>T1，因为玻意耳定律pV＝C(恒量)，其中恒量C随气体温度的升高而增大，温度越高，恒量C越大，等温线(双曲线的一支)离坐标轴越远，所以T2>T1.
如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39 cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40 cm.先将B端封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2 cm，求：
(1)稳定后右管内的气体压强p；
(2)左管气柱的长度l′.(大气压强p0＝76 cmHg)
答案： (1)78 cmHg (2)38 cm
【反思总结】 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是哪部分封闭气体，注意其质量和温度应不变．
(2)明确状态参量，找准所研究气体初、末状态的p、V值．
(3)根据玻意耳定律列方程求解．
【跟踪发散】 1－1：一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽内，如图所示，管内水银柱比槽内水银面高h＝5 cm，空气柱长l＝45 cm，要使管内、外水银面相平．求：
(1)应如何移动玻璃管？
(2)此刻管内空气柱长度为多少？(设此时大气压相当于75 cmHg 产生的压强)
答案： (1)向下 (2)42 cm
如图所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法正确的是( )
A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比
B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的
C．由图可知T1＞T2
D．由图可知T1＜T2
解析： 根据等温图线的物理意义可知A、B选项都对，气体的温度越高时，等温图线的位置就越高，所以C错，D对．答案为A、B、D.
答案： ABD
【跟踪发散】 2－1：如图所示是某气体状态变化的p－V图象，则下列说法中正确的是( )
A．气体作的是等温变化
B．从A至B气体的压强一直减小
C．从A至B气体的体积一直增大
D．气体的三个状态参量一直都在变
解析： 一定质量的气体的等温过程的p－V图象即等温曲线是双曲线，显然图中所示AB图线不是等温线，AB过程不是等温变化，A选项不正确．
从AB图线可知气体从A状态变为B状态的过程中，压强p在逐渐减小，体积V在不断增大，则B、C选项正确．
又该过程不是等温过程，所以气体的三个状态参量一直都在变化，D选项正确．
答案： BCD
1．一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量发生变化的是( )
A．分子的平均速率 B．单位体积内的分子数
C．气体的压强 D．分子总数
解析： 一定质量的气体，温度不变，因此分子的总数及平均速率都是不变的，但压强与体积要发生变化使单位体积的分子数发生变化，故选BC.
答案： BC
2．如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是( )
A．D→A是一个等温过程
B．A→B是一个等温过程
C．A与B的状态参量相同
D．B→C体积减小，压强减小，温度不变
解析： D→A是一个等温过程，A对；A、B两状态温度不同，A→B是一个等容过程(体积不变)，B、C错；B→C，V增大，p减小，T不变，D错．
答案： A
3．(2010·广东卷)如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气( )
A．体积不变，压强变小 B．体积变小，压强变大
C．体积不变，压强变大 D．体积变小，压强变小
解析： 当洗衣缸水位升高时，封闭空气的压强增大．因温度不变，由玻意耳定律可知体积一定减小，故选B.
答案： B
4．一定质量的理想气体经历一等温膨胀过程，这一过程可以用p－V图上的曲线来表示，如图所示．由此可知，当气体的体积V1＝5 L时，气体的压强p1＝________Pa；当气体的体积V2＝10 L时，气体的压强p2＝________Pa；当气体的体积V3＝15 L时，气体的压强p3＝________Pa.
解析： p1、p3可直接从p－V图中读出，分别为p1＝3×105 Pa、p3＝1.0×105 Pa.由于A→B过程为等温变化，由玻意耳定律可得p1V1＝p2V2，p1＝3×105 Pa，V1＝5 L，V2＝10 L，即3×105×5＝p2×10，p2＝1.5×105 Pa.
答案： 3×105 1.5×105 1×105
5．粗细均匀的玻璃棒，封闭一端长为12 cm.一个人手持玻璃管开口向下潜入水中，当潜到水下某深度时看到水进入玻璃管口2 cm，求人潜入水中的深度．(取水面上大气压强为p0＝1.0×105 Pa，g＝10 m/s2)
解析： 确定研究对象为被封闭的一部分气体，玻璃管下潜的过程中气体的状态变化可视为等温过程．
设潜入水下的深度为h，玻璃管的横截面积为S，气体的初末状态参量分别为
答案： 2 m
练考题、验能力、轻巧夺冠(共54张PPT)
3.理想气体的状态方程
一、理想气体
1．定义：在任何温度任何 下都严格遵从三个 的气体．
2．理想气体与实际气体
定律
压强
实验
3．理想气体的分子模型
(1)分子本身的大小和它们之间的距离相比较可忽略不计．
(2)理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无 ，一定质量的理想气体内能只与 有关．
【特别提醒】 理想气体是一种理想化的模型，是对实际气体的科学抽象．
分子势能
温度
二、理想气体的状态方程
1．内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，尽管p、V、T都可能改变，但是 跟体积(V)的乘积与 的比值保持不变．
压强(p)
温度(T)
一、对“理想气体”的理解
1．宏观上
理想气体是严格遵从气体实验定律的气体，它是一种理想化模型，是对实际气体的科学抽象．
2．微观上
(1)理想气体分子本身的大小可以忽略不计，分子可视为质点．
(2)理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和，一定质量的理想气体内能只与温度有关．
【特别提醒】 (1)一些不易液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气、空气等，在通常温度、压强下，它们的性质很近似于理想气体，把它们看作理想气体处理．
(2)对一定质量的理想气体来说，当温度升高时，其内能增大．
关于理想气体的性质，下列说法中正确的是( )
A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在
B．理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体
C．一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高
D．氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可视为理想气体
解析：
答案： ABC
选项 个性分析
A、B正确 理想气体是在研究气体性质的过程中建立的一种理想化模型，现实中并不存在，其具备的特性均是人为规定的
C正确 对于理想气体，分子间的相互作用力可忽略不计，也就没有分子势能，其内能的变化即为分子动能的变化，宏观上表现为温度的变化
D错误 实际的不易液化的气体，只有在温度不太低、压强不太大的条件下才可当成理想气体，在压强很大和温度很低的情况下，分子的大小和分子间的相互作用力不能忽略
【反思总结】 对物理模型的认识，既要弄清其理想化条件的规定，又要抓住实际问题的本质特征，忽略次要因素，运用理想化模型知识规律，分析解决问题
二、理想气体状态方程的推导
一定质量的某种理想气体由初态(p1、V1、T1)变化到末态(p2、V2、T2)，因气体遵从三个气体实验定律，我们可以从三个定律中任意选取其中两个，通过一个中间状态，建立两个方程，解方程消去中间状态参量便可得到理想气体状态方程．组合方式有6种，如图所示．
内径均匀的L形直角细玻璃管，一端封闭，一端开口竖直向上，用水银柱将一定质量空气封存在封闭端内，空气柱长4 cm，水银柱高58 cm，进入封闭端长2 cm，如图所示，温度是87 ℃，大气压强为75 cmHg，求：
(1)在图示位置空气柱的压强p1.
(2)在图示位置，要使空气柱的长度变为3 cm，温度必须降低到多少度？
答案： (1)133 cmHg (2)－5 ℃
三、一定质量的理想气体不同图象的比较
一定质量的理想气体，由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2×104 Pa.
(1)求状态A的压强．
(2)请在图乙中画出该状态变化过程的p－T图象，并分别标出A、B、C、D各个状态，不要求写出计算过程．
答案： (1)4×104 Pa (2)如解析图．
◎ 教材资料分析
〔思考与讨论〕——教材P24
如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过程．分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A，B，C三个状态的状态参量，请同学们尝试导出状态A的三个参量pA、VA、TA和状态C的三个参量pC、VC、TC之间的关系．
推导过程中要注意：
1．先要根据玻意耳定律和查理定律分别写出pA、VA与pB、VB的关系及pB、TB与pC、TC的关系；
2．由于要推导A、C两个状态之间的参量的关系，所以最后的式子中不能出现状态B的参量．为此，要在写出的两式中消去pB，同时还要以TA代替TB(因为A→B是等温过程，两个状态的温度
是相等的)，以VC代替VB(因为B→C是等容过程，两个状态的体积是相等的)．
一定质量的理想气体，处在某一状态，经下列哪个过程后会回到原来的温度( )
A．先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强
B．先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强
C．先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀
D．先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀
选项D，先V不变p减小，则T降低；再p不变V增大，则T升高；可能实现回到初始温度．
综上所述，正确的选项为A、D.
解法二：由于此题要经过一系列状态变化后回到初始温度，所以先在p－V坐标中画出等温变化图线如图，然后在图线上任选中间一点代表初始状态，根据各个选项中的过程画出图线，如图所示，从图线的发展趋势来看，有可能与原来的等温线相交说明经过变化后可能回到原来的温度．选项A、D正确．
答案： AD
答案： BC
如图甲所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0.开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297 K，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3 K．求：
(1)活塞刚离开B处时的温度TB；
(2)缸内气体最后的压强p；
(3)在图乙中画出整个过程的p－V图线．
答案： (1)330 K (2)1.1p0 (3)如图所示
【反思总结】 应用理想气体状态方程解题的一般思路
(1)确定研究对象(某一部分气体)，明确气体所处系统的力学状态．
(2)弄清气体状态的变化过程．
(3)确定气体的初、末状态及其状态参量，并注意单位的统一．
(4)根据题意，选用适当的气体状态方程求解．若非纯热学问题，还要综合应用力学等有关知识列辅助方程．
(5)分析讨论所得结果的合理性及其物理意义．
【跟踪发散】 2－1：如图中，圆筒形容器内的弹簧下端挂一个不计重力的活塞，活塞与筒壁间的摩擦不计，活塞上面为真空，当弹簧自然长度时，活塞刚好能触及容器底部，如果在活塞下面充入t1＝27 ℃的一定质量某种气体，则活塞下面气体的长度h＝30 cm，问温度升高到t2＝90 ℃ 时气柱的长度为多少？
答案： 33 cm
用钉子固定的活塞把容器分成A、B两部分，其容积之比VA∶VB＝2∶1，如图所示，起初A中空气温度为127 ℃、压强为1.8×105 Pa，B中空气温度为27 ℃，压强为1.2×105 Pa.拔去钉子，使活塞可以无摩擦地移动但不漏气，由于容器壁缓慢导热，最后都变成室温27 ℃，活塞也停住，求最后A、B中气体的压强．
思路点拨：
答案： 1.3×105 Pa
答案： 500 K
1．(2010·江苏卷，12A)为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是________．
答案： B
2．如图所示，A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态，状态A的温度为TA，状态B的温度为TB.由图可知( )
A．TA＝2TB B．TB＝4TA
C．TB＝6TA D．TB＝8TA
答案： C
3．向固定容器内充气，当气体压强为p、温度为27 ℃时气体的密度为ρ，当温度为327 ℃、气体压强1.5p时，气体的密度为( )
A．0.25ρ B．0.5ρ
C．0.75ρ D．ρ
答案： C
4.一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态A，即A→B→C→A(其中BC与纵轴平行，CA与横轴平行)，这一过程称为一个循环，则：
(1)由A→B，气体分子的平均动能________．(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)由B→C，气体的内能________(填“增大”、“减小”或“不变”)
答案： (1)增大 (2)减小
答案： (1)1.65×105 Pa (2)1.1×105 Pa
练考题、验能力、轻巧夺冠
