高中物理 第8章 气体 第1节 气体的等温变化课件 新人教版选修33.pptVIP

第八章 气体 情景切入 空气是地球上的动植物生存的必要条件 动物呼吸 植物光合作用都离不开空气 大气层可以使地球上的温度保持相对稳定 如果没有大气层 白天温度会很高 而夜间温度会很低 风 云 雨 雪的形成都离不开大气 假设没有空气 我们的地球上将是一片荒芜的沙漠 没有一丝生机 为更好地认识我们赖以生存的空气就需要掌握气体的性质和变化规律 知识导航 本章知识是热学部分的重要内容 研究的是气体实验三定律 理想气体状态方程以及对气体热现象的微观解释 本章可分为两个单元 第一单元为前三节 介绍理想气体的三个实验定律和在此基础上推导出的理想气体状态方程 第二单元为第四节 学习用分子动理论和统计观点对气体实验定律进行具体和比较详细的解释 本章重点 理想气体状态方程 本章难点 气体热现象的微观意义 学法指导 本章的学习内容 是分子动理论和统计观点的一次具体应用 学习本章知识 要注重两个方面 一是通过实验 发现气体的宏观规律 并能灵活应用这些规律解决气体的状态变化问题 二是能用分子动理论和统计观点解释这些规律 同时 对理想气体这种理想化模型也要能从宏观 微观两个角度加深理解 第一节气体的等温变化 课前预习 1 气体的状态参量研究气体的性质时常用气体的 和体积 这三个参量来描述气体的状态 2 等温变化一定质量的气体 在 的条件下其压强与 变化时的关系 等温变化 温度 压强 温度不变 体积 1 实验器材如图所示 有铁架台 带压力表的注射器 铁夹等 实验 探究等温变化的规律 2 研究对象注射器内 3 数据收集空气柱的压强p由上方的 读出 体积v用刻度尺上读出的空气柱的 乘以气柱的 计算 用手把柱塞向下或向上拉 读出体积与压强的几组值 被封闭的一段空气柱 压力表 长度l 横截面积s 压强p 正 反 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 比 2 公式 c 或p1v1 3 适用条件气体的质量一定 温度不变 玻意耳定律 反 pv p2v2 为了直观地描述压强p跟体积v的关系 通常建立 坐标系 如图所示 图线的形状为 由于它描述的是温度不变时的p v关系 因此称它为 一定质量的气体 不同温度下的等温线是 的 气体等温变化的p v图象 p v 双曲线 等温线 不同 判一判 1 玻意耳定律是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的 2 公式pv c中的c是常量 指当p v变化时c的值不变 3 对于温度不同 质量不同 种类不同的气体 c值是相同的 4 在探究气体的等温变化实验中空气柱体积变化快慢对实验没有影响 5 气体等温变化的p v图象是一条倾斜的直线 选一选 多选 下列图中 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是等温变化的是 解析 气体的等温变化指的是一定质量的气体在温度不变的情况下 气体压强与体积成反比 bc正确 d错误 温度不变 a正确 abc 课内探究 如图所示 玻璃管中都灌有水银 且水银柱都处在平衡状态 大气压相当于76cm高的水银柱产生的压强 探究一封闭气体压强的计算 1 静止或匀速运动系统中气体的压强 一般采用什么方法求解 2 图中被封闭气体a的压强各是多少 提示 1 选与封闭气体接触的液柱 或活塞 汽缸 为研究对象进行受力分析 列平衡方程求气体压强 2 pa p0 ph 71cmhg pa p0 ph 66cmhg pa p0 ph 76 10 sin30 cmhg 81cmhg pa p0 ph 71cmhgpb pa ph 66cmhg 1 容器静止时求封闭气体的压强 1 求由液体封闭的气体压强 应选择最低液面列压强平衡方程 2 在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强时 应特别注意液柱产生的压强 gh中的h是表示竖直高度 不是倾斜长度 3 连通器原理 在连通器中同一液体 中间液体不间断 的同一水平液面上压强是相等的 4 求由固体封闭 如气缸或活塞封闭 气体的压强 应对此固体 气缸或活塞 进行受力分析 列合力平衡方程 2 容器加速时求封闭气体的压强恰当地选择研究对象 进行受力分析 然后依据牛顿第二定律列式求封闭气体的压强 把求解压强问题转化为动力学问题求解 特别提醒 压强关系的实质反应力的关系 力的关系由物体的运动状态来确定 d 恒定 解析 1 因a管与大气相通 故可以认为a管上端处压强即为大气压强 这样易得pap0 即有pb p0 pa 2 当输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定时 由于a管上端处的压强与人体血管中的压强都保持不变 故b管中间气体部分的压强也不变 所以药液滴注的速度是恒定不变的 在一个恒温池中 一串串气泡由池底慢慢升到水面 有趣的是气泡在上升过程中 体积逐渐变大 到水面时就会破裂 请思考 1 上升过程中 气泡内气体的温度发生改变吗 2 上升过程中 气泡内气体的压强怎么改变 3 气泡在上升过程中体积为何会变大 探究二玻意耳定律 提示 1 因为在恒温池中 所以气泡内气体的温度保持不变 2 变小 3 由玻意耳定律pv c可知 压强变小 气体的体积增大 3 气体等温变化的两种图象 4 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气体 质量不变 温度不变 有时气体的质量发生变化时 需通过设想 把变质量转化为定质量 才能应用玻意耳定律 2 明确状态参量即找出气体状态变化前后的两组p v值 3 列方程 求解因为是比例式 计算中只需使相应量 p1 p2及v1 v2 的单位统一 不一定用国际单位制的单位 4 检验结果 在等温变化中 有时列方程求解会得到两个结果 应通过合理性的检验决定取舍 解题指导 向喷雾器容器a中打气 是一个等温压缩过程 按实际情况 在a中装入药液后 药液上方必须留有空间 而已知有105pa的空气1 5l 把这