人教版高中物理选修3课件第8章 气体-1气体的等温变化
§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
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
