气体的等温变化.ppt

气体的等温变化,1、知道什么是气体的等温变化,2、掌握玻意耳定律的内容、公式和条件,3、理解气体等温变化的 p-V 图象的物理意义,4、知道p-V图上不同温度的等温线如何表示。,5、会用玻意耳定律进行有关计算。,学习目标,本章的研究对象（系统）气体,一、描述气体的状态参量,温度、体积、压强,1、温度,2、体积,3、压强,热力学温度T ：开尔文K T = t 273 (K),体积 V 单位：有L、mL等,压强 p 单位：Pa（帕斯卡）,气体的状态参量,1、气体的温度：,反应气体分子热运动平均动能的大小,摄氏温度：用“ t ”表示 单位 ,热力学温度（绝对温度、开氏温度）： 用“ T ”表示 单位 K,两种温度关系：Tt273.15（K）,一般计算：Tt273（K）,2、气体的体积,气体分子无规则运动的结果，它总是均匀充满所能到达的空间。,故：气体的体积就是容器的体积,用“ V ”表示，单位 m3,常用单位：升（L） 毫升（mL）,换算关系：1m3103L106mL,3、气体的压强,大量气体分子无规则运动撞击容器壁(或活塞)，使之受到持续的作用。,单位面积容器壁(或活塞)上受到的压力就等于气体的压强。,用“ P ”表示， 单位 帕(Pa),常用单位：标准大气压 cmHg mmHg,压强单位的换算关系,1标准大气压1.013105帕（Pa） 76cmHg 760mmHg,确定气体压强的方法,由力学知识去求（平衡知识、牛顿第二定律知识等）,由液体封闭的气体压强的计算,由固体封闭的气体压强的计算,问题:,方法研究：,控制变量法,一定质量的气体，P、V、T三个量之间变化满足一定的关系。我们如何确定三个量之间的关系呢？,当温度T 不变时：研究体积 V 和压强 p 之间的关系；,当体积 V不变时：研究温度T和压强 p 之间的关系；,当压强 p不变时：研究温度T和体积 V之间的关系。,1、等温变化：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积的变化关系叫等温变化。,2、实验研究,实验目的： 在温度保持不变时，研究一定质量气体的压强和体积的关系。,我们的研究对象是什么? 实验需要测量的物理量? 怎样保证实验过程温度不变? 怎样保证气体质量不变? 要使密封的气体的压强，体积变化，应如何操作？压强又如何表达？,注射器内一定质量的气体.,压强、体积（体积的变化与空气柱的长度有关）,变化过程十分缓慢、容器透热、环境恒温；手不要握住注射器的外管。,柱塞上涂上凡士林密封,一、探究气体等温变化的规律,1.实验装置,压强增大，体积减小；,装置竖直,结论：在温度一定的情况下， 空气柱体积越小，压强就越 ； 空气柱体积越大，压强就越 。,封闭气体的压强跟体积是否成反比呢？,2、实验数据的处理,V,1,2,3,0,1,2,3,4,1/V,1,2,3,0,0.2,0.4,0.6,0.8,2、公式：pV=常数 或 p1V1=p2V2,3、图像：,1、内容：一定质量的某种气体,在温度不变的情况下，压强p和体积V成反比。,玻意耳定律,5.意义,(1)图象意义:反映压强随体积的变化关系,(2)点的意义:每一组数据-反映某一状态,(3)结论: 体积缩小到原来的几分之一,压强增大到原来的几倍.体积增大到原来的几倍,它的压强就减小为原来的几分之一.,4.说明:,研究对象:一定质量的气体 适用条件:温度保持不变 适用范围：温度不太低，压强不太大实际气体,T3 T2 T1,T1 T2 T3,思考与讨论,同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？,例 1：在注射器中封闭 1105Pa、300ml的空气，在相同温度下，将它的体积缓慢地压缩一半，其压强变为多少？,2105Pa,例2：某容器的容积是5L，里面所装气体的压强为1106Pa,如果温度保持不变，把容器开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？（已知外界大气压强为1105Pa）,10,例3 . 将一端封闭的均匀直玻璃管开口向下，竖直插入水银中，当管顶距槽中水银面8cm时，管内水银面比管外水银面低2cm要使管内水银面比管外水银面高2cm，应将玻璃管竖直向上提起多少厘米？已知大气压强p0支持76cmHg，设温度不变,分析：在确定初始条件时，无论是压强还是体积的计算，都离不开几何关系的分析，画好初末状态的图形，对解题便会有很大作用,(76+2)(8+2)s=(76-2)(x+8-2)s,利用：P1V1=P2V2,3.用气体定律解题的步骤,（1）确定研究对象被封闭的气体(满足质量不变的条件)；,（2）用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；,（3）根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式(本节课中就是玻意耳定律公式)；,（4）将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；,（5）对结果的物理意义进行讨论,一、知识：,二、方法：,控制变量法,1、内容：,2、公式：,pV = C 或 p1V1=p2V2,3、图象：,玻意耳定律：,假设法,小结,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 。,等效法,练习1,一个足球的体积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，每一次都把体积为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？ 实际打气时能满足你的前提吗？,初状态： P0V1,末状态： PV2,重点点拨,解：设大气压强为P0 根据玻意耳定律： P0V1= PV2 P0 (200.125+2.5)= P2.5得：P=2P0,练习2：大气压强P075cmHg，一段长25cm水银柱在粗细均匀的玻璃管中封闭一定质量的气体，当玻璃管开口下竖直放置时，封闭气体的长度为50cm，现将玻璃管缓慢倒置过来，使其开口向上竖直放置，求此时封闭气体的长度。（封闭气体温度不变）,解：如图所示，设玻璃管的截面积为S，则：,初状态：P1752550(cmHg) V1L1S,末状态：P275+25100(cmHg) V2L2S,由玻意耳定律：P1V1P2V2,L2P1L1P2505010025(cm),练习3：大气压强P0105Pa，活塞的面积S10cm2、质量为2Kg，在圆柱型气缸中封闭一定质量的气体，当气缸水平放置时，封闭气体在气缸中的长度为12cm，将气缸开口向上竖立起来，如图所示。求此时