高中物理 第8章 第1节 气体的等温变化同步辅导与检测课件 新人教版选修33.ppt

第1节气体的等温变化 气体 玻意耳和玻意耳定律罗伯特 玻意耳1627年1月25日生于爱尔兰的利斯莫尔 他幼年时即显示出非凡的记忆力和语言才能 并对自然科学表现出了浓厚的兴趣 父亲经常鼓励他说 你要想成为一个科学家 就得学习 还聘请了一些优秀的老师来给他上课 1635年 玻意耳进入伦敦西郊的伊顿公学学习 1638年后 他到法国 瑞典 意大利等地去念书 1644年学成回国 定居在多尔塞特 在此期间 他博览了科学 哲学 神学等方面的书籍 并开始了物理 化学方面的实验研究 1662年 玻意耳开始对 空气的压强与体积的关系 进行定量的研究 他在描述这些实验时写道 我们取来一支长玻璃管 凭着灵巧而熟练的双手 用火焰把它的底部弯成钩子的形状 并使弯过来的短臂部分与剩下的长臂部分平行 这种管子的形状有点像虹吸管 它的短臂的尽头是密闭的 我们还把有刻度的纸衬托在管的后面 以便量出管内空气的体积 然后开始往管内装水银 使短臂和长臂的一部分都充满水银 并使两臂中的水银面达到一样的高度 实验开始时 先测量短臂顶端的空气的体积 然后从长臂的开口处往管内加水银 我们观察到 随着长臂中水银柱的增高 使加在短臂内的空气上的压强不断增加 这样 短臂顶端的空气体积就有比例地缩小 这个实验证明加在空气上面的压强越大 空气产生的抵抗力也就越大 由此可见空气的密度与加在它上面的压强有关 通过许多次细心的观察 玻意耳终于发现了气体的体积与加在它上面的压强之间的定量关系 即 气体的体积与压强成反 比 这就是玻意耳定律 玻意耳于1661年出版的 怀疑派化学家 是化学史上一部划时代的著作 在那个时代 一般人都认为 化学家的任务就是制造药物 萃取和转化金属 玻意耳则对这一点表示异议 他宣称 我对化学的看法则与众迥异 他认为 化学有其自身所应当解决的问题和所应承担的任务 它应当从药剂师和炼金术那里解脱出来 成为独立的一门科学 恩格斯在 自然辩证法 一书中指出 玻意耳把化学确立为科学 并对玻意耳的工作给予了高度的评价 由于玻意耳卓越的科学成就 他被人们称为 英国科学界的明星 1663年被选为伦敦皇家学会会员 1680年被选为该会主席 1691年12月30日 玻意耳在伦敦逝世 葬于圣马丁教堂 1 玻意耳定律 一定质量的某种气体 在温度不变的情况下 成反比 写成公式就是 或 2 一定质量气体等温度变化的p v图象的形状为 并把它称为等温线 一定质量的气体 不同温度下的等温线是 答案 1 压强p与体积vpv cp1v1 p2v22 双曲线不同的 等温变化 1 等温变化一定质量的气体 在温度不变时发生的状态变化过程 叫做气体的等温变化 2 玻意耳定律 1 内容 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 2 公式 pv 常量 或p1v1 p2v2 3 玻意耳定律的适用条件 温度不太低 压强不太大 其中p1 v1和p2 v2分别表示气体在1 2两个不同状态下的压强和体积 粗细均匀的玻璃管 一端封闭 长为12cm 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2cm 求此人潜入水中的深度 取水面上大气压强为p0 1 0 105pa g 10m s2 分析 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 解析 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初状态 p1 p0 v1 12s末状态 p2 p0 gh v2 10s由玻意耳定律p1v1 p2v2得 解得 h 2m 答案 2m点评 明确研究对象 确认温度不变 找准初末状态 正确确定压强是运用玻意耳定律的关键 p v图象 1 p v图象一定质量的理想气体的p v图象如右图所示 图线为双曲线 且温度t1 t2 2 p 图象一定质量的理想气体的p 图象如下右图所示 图线为过原点的倾斜直线 且温度t1 t2 氧气瓶在长期储存过程中 由于密封不严 其瓶内氧气的压强和体积变化如右图所示 则瓶内氧气温度 a 一直升高b 一直下降c 先升高后降低d 不变 解析 错解为b 错误原因是只简单地对a b及a到b的过程进行分析后 作出各状态下的等温线 如右图 从图中可以看出ta t1 t2 tb 从而误选b 而忽略了只有一定质量的气体才满足ta t1 t2 tb 正确答案应为d 密封不严说明漏气 说明气体质量变化 b不正确 缓慢 说明氧气瓶中氧气可充分同外界进行热交换 隐含与外界 等温 答案 d点评 注重审题 挖掘题目的隐含条件是正确解题的前提 同时还应明确玻意耳定律适用的条件是 气体的质量不变 气体的温度不变 变式迁移 2 如图所示 为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线 则下列说法错误的是 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 t2d 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 c 1 双选 一定质量的气体 在温度不变的条件下 将其压强变为原来的2倍 则 a 气体分子的平均动能增大b 气体的密度为原来的2倍c 气体的体积变为原来的一半d 气体的分子总数变为原来的2倍 bc 能力提升 7 一个开口玻璃瓶内有空气 现将瓶口向下按入水中 在水面下5m深处恰能保持静止不动 下列说法中正确的是 a 将瓶稍向下按 放手后又回到原来位置b 将瓶