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人教版 (2019)选择性必修 第三册2 气体的等温变化学案
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册2 气体的等温变化学案，共5页。学案主要包含了课标要求，学习目标，自主学习、合作探究，当堂检测，课后限时训练等内容，欢迎下载使用。
班级____姓名_______学号____
【课标要求】
通过实验，了解气体实验定律。知道理想气体模型。能用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律。
【学习目标】
1. 知道气体的三个状态参量。
2. 掌握玻意耳定律，并能应用它解决气体等温变化的问题。
3. 知道气体等温变化的 p-V 图象，即等温线。
【自主学习、合作探究】
问题一：气体的三个状态参量
1. 温度：（请从标志、单位、两种温度关系理解温度）
2. 体积：（请写出常用体积单位及其换算关系）
压强：（请写出压强的单位及其换算关系；计算以下情况下气体的压强）
【例1】如图，试求甲、乙、丙中各封闭气体的压强p1、p2、p3、p4 。（已知大气压为p0，液体的密度为ρ，其他已知条件标于图上，且均处于静止状态）
【例2】右图中两个气缸的质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的气缸静止在水平面上，右边的活塞和气缸竖直悬挂在天花板下。两个气缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压为p0，求封闭气体A、B的压强各多大？
A
B
问题二:玻意耳定律
探究气体等温变化的规律，参照课本P23实验，分析并回答下列问题：
在操作过程中，如何保证研究对象的温度大致等于环境温度，不会有明显变化？
我们通过什么图像来检验空气柱的压强是否跟体积成反比更形象？
在这个实验中，为了找到体积与压强的关系，是否一定要测量空气柱的横截面积？
（4）用刻度尺检查可以发现，玻璃管侧的刻度尺是均匀的，但并非准确地等于1cm、2cm,这对实验结果的可靠性是否有影响？测量体积时误差主要出在哪里？怎样减小这个误差？
【例3】在验证玻意耳定律的实验中，实验小组记录了一系列数据。 但是，仅就以下表格中的两组数据来看，小王和小李却有完全不同的看法：小王认为，这两组数据很好地体现了玻意耳定律的规律，因为两组数据p和V的乘积几乎相等，说明p与V成反比；小李却认为，如果把这两组数据在纵坐标为p，横坐标为1/V的 坐标系中描点，这两点连线的延长线将不经过坐标原点，因此 这两组数据没有反映玻意耳定律的规律。对此你有什么看法?
2. 玻意耳定律的理解应用
（1）内容：英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现，
（2）表达式：
（3）条件：
特别提醒：“C是常量”，意思是当P、V变化时C的值不变。但是对于温度不同、质量不同、种类不同的气体，C的数值未必一样。
【例4】某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20×105Pa。如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压是1.0×105Pa。
问题三:气体等温变化的图象
1. 请画出气体等温变化的P-V图象、P-1/V图象
2.一定质量气体等温变化的P-V图象如图所示，图线的形状为双曲线。不同温度下的等温线是不同的，图中两条等温线，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？
【例5】如图所示为一定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的有( )
A．tA＝tB B．tB＝tC
C．tC>tA D．tD>tA
【当堂检测】
1. 一定质量的气体，在做等温变化的过程中，下列物理量发生变化的有（ ）
A. 气体的体积 B. 单位体积内的分子数
C. 气体的压强 D. 分子总数
2. 一贮气筒内装有25L、1.0×105 Pa 的空气，要使筒内气体压强增至4.0×105Pa，且保持温度不变，那么应向筒内再打入 L、1.0×105 Pa 的相同温度的气体。
3.下图中，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发生等温变化的是( )
【课后限时训练】
A组
1．如右图所示，用一段水银柱将管内气体与外界隔绝，管口朝下竖直放置，今将玻璃管倾斜，下列叙述正确的是（ ）
A．封闭端内的气体压强增大 B．封闭端内的气体压强减小
C．封闭端内的气体体积增大 D．封闭端内的气体体积减小
2. 在温度不变的情况下，用抽气机对容积为4升的容器抽气，每抽一次，容器内气体压强减小到原来压强的5/6，那么抽气机抽气室的容积是（ ）
A.8升 B.1.6升 C.0.8升 D.0.4升
3．一定质量的理想气体的p—V图如右图所示，a、b、c三点所表示的状态温度分别为Ta、Tb、Tc，那么（ ）
A. Ta=Tb B. Tb=Tc
C. Tc=Ta D.可能Tc>Ta
B组
4. 一个足球的容积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为125ml、压强与大气压相同的气体打进球内。如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压相同，打了20次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时的情况能够满足你的前提吗？
5. 水银气压计中混入了一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空。当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的读数只有750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm。当这个气压计的读数为740mm水银柱时，实际的大气压是多少？设温度保持不变。
数据序号
均匀玻璃管内空气柱长度l/cm
空气柱的压强p/105Pa
1
39.8
1.024
2
40.3
0.998
…
…
…
班级____姓名_______学号____
【课标要求】
通过实验，了解气体实验定律。知道理想气体模型。能用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律。
【学习目标】
1. 知道气体的三个状态参量。
2. 掌握玻意耳定律，并能应用它解决气体等温变化的问题。
3. 知道气体等温变化的 p-V 图象，即等温线。
【自主学习、合作探究】
问题一：气体的三个状态参量
1. 温度：（请从标志、单位、两种温度关系理解温度）
2. 体积：（请写出常用体积单位及其换算关系）
压强：（请写出压强的单位及其换算关系；计算以下情况下气体的压强）
【例1】如图，试求甲、乙、丙中各封闭气体的压强p1、p2、p3、p4 。（已知大气压为p0，液体的密度为ρ，其他已知条件标于图上，且均处于静止状态）
【例2】右图中两个气缸的质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的气缸静止在水平面上，右边的活塞和气缸竖直悬挂在天花板下。两个气缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压为p0，求封闭气体A、B的压强各多大？
A
B
问题二:玻意耳定律
探究气体等温变化的规律，参照课本P23实验，分析并回答下列问题：
在操作过程中，如何保证研究对象的温度大致等于环境温度，不会有明显变化？
我们通过什么图像来检验空气柱的压强是否跟体积成反比更形象？
在这个实验中，为了找到体积与压强的关系，是否一定要测量空气柱的横截面积？
（4）用刻度尺检查可以发现，玻璃管侧的刻度尺是均匀的，但并非准确地等于1cm、2cm,这对实验结果的可靠性是否有影响？测量体积时误差主要出在哪里？怎样减小这个误差？
【例3】在验证玻意耳定律的实验中，实验小组记录了一系列数据。 但是，仅就以下表格中的两组数据来看，小王和小李却有完全不同的看法：小王认为，这两组数据很好地体现了玻意耳定律的规律，因为两组数据p和V的乘积几乎相等，说明p与V成反比；小李却认为，如果把这两组数据在纵坐标为p，横坐标为1/V的 坐标系中描点，这两点连线的延长线将不经过坐标原点，因此 这两组数据没有反映玻意耳定律的规律。对此你有什么看法?
2. 玻意耳定律的理解应用
（1）内容：英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现，
（2）表达式：
（3）条件：
特别提醒：“C是常量”，意思是当P、V变化时C的值不变。但是对于温度不同、质量不同、种类不同的气体，C的数值未必一样。
【例4】某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20×105Pa。如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压是1.0×105Pa。
问题三:气体等温变化的图象
1. 请画出气体等温变化的P-V图象、P-1/V图象
2.一定质量气体等温变化的P-V图象如图所示，图线的形状为双曲线。不同温度下的等温线是不同的，图中两条等温线，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？
【例5】如图所示为一定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的有( )
A．tA＝tB B．tB＝tC
C．tC>tA D．tD>tA
【当堂检测】
1. 一定质量的气体，在做等温变化的过程中，下列物理量发生变化的有（ ）
A. 气体的体积 B. 单位体积内的分子数
C. 气体的压强 D. 分子总数
2. 一贮气筒内装有25L、1.0×105 Pa 的空气，要使筒内气体压强增至4.0×105Pa，且保持温度不变，那么应向筒内再打入 L、1.0×105 Pa 的相同温度的气体。
3.下图中，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发生等温变化的是( )
【课后限时训练】
A组
1．如右图所示，用一段水银柱将管内气体与外界隔绝，管口朝下竖直放置，今将玻璃管倾斜，下列叙述正确的是（ ）
A．封闭端内的气体压强增大 B．封闭端内的气体压强减小
C．封闭端内的气体体积增大 D．封闭端内的气体体积减小
2. 在温度不变的情况下，用抽气机对容积为4升的容器抽气，每抽一次，容器内气体压强减小到原来压强的5/6，那么抽气机抽气室的容积是（ ）
A.8升 B.1.6升 C.0.8升 D.0.4升
3．一定质量的理想气体的p—V图如右图所示，a、b、c三点所表示的状态温度分别为Ta、Tb、Tc，那么（ ）
A. Ta=Tb B. Tb=Tc
C. Tc=Ta D.可能Tc>Ta
B组
4. 一个足球的容积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为125ml、压强与大气压相同的气体打进球内。如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压相同，打了20次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时的情况能够满足你的前提吗？
5. 水银气压计中混入了一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空。当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的读数只有750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm。当这个气压计的读数为740mm水银柱时，实际的大气压是多少？设温度保持不变。
数据序号
均匀玻璃管内空气柱长度l/cm
空气柱的压强p/105Pa
1
39.8
1.024
2
40.3
0.998
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