《人教版物理选修3-3知识点突破》8.1 气体的等温变化（原卷版）

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8.1 气体的等温变化

学习目标

1．了解玻意耳定律的内容、表达式及适用条件。

2．了解 p－V图象的物理意义。

重点：1．掌握玻意耳定律的内容和公式。

2．理解气体等温变化的 p

－

V图象的物理意义。

难点：1．理解气体等温变化的 p

－

V图象的物理意义。

2．会用玻意耳定律计算有关的问题。

知识点一、等温变化

1．气体的状态和状态参量：用以描述气体宏观性质的物理量，叫状态参量。对于一定质量的某种气

体来说，描述其宏观性质的物理量有温度、体积、压强三个。

（1）体积：指气体分子所能达到的空间，即气体所能充满的容器的容积。

（2）温度：从宏观角度看表示物体的冷热程度。从微观角度看，温度是物体分子热运动的平均动能

的标志。

（3）压强：垂直作用于容器壁单位面积上的压力。单位：帕 Pa。

2．气体的状态由状态参量决定，对一定质量的气体来说，当三个状态参量都不变时，我们就说气体

的状态一定，否则气体的状态就发生了变化。对于一定质量的气体，压强、温度、体积三个状态参量中只

有一个量变而其他量不变是不可能的，起码其中的两个量变或三个量都发生变化。

3．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。

【题 1】下列过程可能发生的是

A．气体的温度变化，但压强、体积保持不变 B．气体的温度、压强保持不变，而体积发生变化

C．气体的温度保持不变，而压强、体积发生变化 D．气体的温度、压强、体积都发生变化

【题 2】（多选）一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量中发生改变的有

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

知识点二、实验：探究等温变化的规律

1．实验器材：如图所示，有铁架台，带压力表的注射器、铁夹等。

2．实验的研究对象是被封闭的气体。

3．实验数据收集：空气柱的压强 p可以从压力表上读出，空气柱的长度 L可以从注射器两侧的刻度上

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

组压强 p与体积 V的值。

4．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，其压强就越大，空气柱的压强与体积

可能成反比。

（2）检验：以压强 p为纵坐标，以体积的倒数 1/V为横坐标，把以上各组数据在坐标系中描点，如图

所示。观察各点的位置关系，若各点位于过原点的同一直线上，说明压强跟体积的倒数成正比，即

p∝1/V，也就是说压强 p与体积 V成反比。若各点不在同一直线上，再尝试其他关系。

5．实验结论：若p－图象是一条过原点的直线。说明压强跟体积的倒数成正比比，也就说明压强跟体

积成反比。

知识点三、玻意耳定律

1．内容：一定质量的气体，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

积保持不变，此即玻意耳定律。

2．数学表达式：pV＝C（常量）或 p1V1＝p2V2或＝。式中，p1，V1和p2，V2分别表示一定质量的气体

在温度不变时处于不同的两个状态中的压强和体积。

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。

【题 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

A．4倍　　　B．2倍　　　C．　　　D．

4．对玻意耳定律的理解

（1）成立条件：玻意耳定律是实验定律。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。

5．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。有时气

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