8.1气体的等温变化

第八章气体 8 1气体的等温变化 打足气的自行车在烈日下曝晒 常会爆胎 为什么 用高压锅煮饭 饭刚熟后 锅盖打不开 过一段时间后就能打开 为什么 生活中的许多现象表明 气体的压强 体积 温度三个状态参量之间存在一定的关系 生活中的物理 一定质量的气体 在温度不变的条件下其压强与体积变化的关系 叫做气体的等温变化 一 等温变化 温度不变时 气体的压强和体积之间有什么关系 想一想 用注射器密闭一定质量的空气 缓慢地推动和拔出活塞 观察活塞中空气体积和压强的变化 做一做 压强增大 压强减小 温度不变时 压强与体积成反比 实验 探究气体等温变化的规律 设计实验 数据处理 测量哪些物理量 猜想 体积 压强 注意事项 温度不变 研究对象 封闭气体 主要步骤 1 密封一定质量的气体 2 改变气体的体积 记录气体长度和该状态下压强的大小 3 数据处理 注意事项 1 尽量避免漏气 2 不要用手握住玻璃管 3 移动活塞要缓慢 实验数据的处理 0 77 0 63 0 50 0 37 0 25 体积的倒数 1 V 1 V 1 2 3 0 0 2 0 4 0 6 0 8 探究结论 在误差范围内 温度不变时 气体的压强p和体积V成反比 误差分析 1 读数误差 2 漏气 一定质量的气体 在温度不变的情况下 它的压强跟体积成反比 二 玻意耳定律 1 内容 2 表达式 3 图像 一定质量的气体 在温度不变的情况下 它的压强跟体积成反比 二 玻意耳定律 1 内容 2 表达式 3 图像 气体质量一定且温度不变 温度不太低 压强不太大 4 条件 5 适用范围 1 一定质量气体的体积是20L时 压强为1 105Pa 当气体的体积减小到16L时 压强为多大 设气体的温度保持不变 解 以气体为研究对象 练习 初态 末态 由玻意耳定律 得 1 明确研究对象 气体 2 分析过程特点 判断为等温过程 3 列出初 末状态的p V值 4 根据p1V1 p2V2列方程求解 利用玻意耳定律的解题思路 2 如图所示 汽缸内封闭着一定温度的气体 气体长度为12cm 活塞质量为20kg 横截面积为100cm 已知大气压强为1 105Pa 求 汽缸开口向上时 气体的长度 解 以缸内封闭气体为研究对象 初态 末态 由玻意耳定律得 由活塞受力平衡得 如图所示 汽缸内封闭着一定温度的气体 气体长度为12cm 活塞质量为20kg 横截面积为100cm 已知大气压强为1 105Pa 求 汽缸开口向下时 气体的长度 一题多变 三 等温变化图象 P V图像 过原点的直线 双曲线的一支 特点 1 等温线是双曲线的一支 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 结论 T3 T2 T1 三 等温变化图象 P V图像 三 等温变化图象 P V图像 特点 1 等温线是双曲线的一支 2 温度越高 其等温线离原点越远 T3 T2 T1 3 等温线上的某点表示气体的一个确定状态 同一条等温线上的各点温度相同 A B 例3 一定质量的气体由状态A沿直线变到状态B的过程如图所示 A B位于同一双曲线上 则此变化过程中 温度 A 一直下降B 先上升后下降C 先下降后上升D 一直上升 B 做一做 用传感器和计算机探究气体等温变化的规律 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 C或p1V1 p2V2 3 图象 玻意耳定律 1 如图所示 长为1m 开口竖直向上的玻璃管内 封闭着长为15cm的水银柱 封闭气体的长度为20cm 已知大气压强为75cmHg 求 1 玻璃管水平放置时 管内气体的长度 2 玻璃管开口竖直向下时 管内气体的长度 假设水银没有流出 练习 解 1 以管内气体为研究对象 管口竖直向上为初态 设管横截面积为S 则P1 75 15 90cmHgV1 20S水平放置为末态 P2 75cmHg由玻意耳定律P1V1 P2V2得 V2 P1V1 P2 90 20S 75 24S所以 管内气体长24cm 2 以管口竖直向上为初态 管口竖直向下为末态P2 75 15 60cmHg由玻意耳定律得 V2 P1V1 P2 30S所以 管内气体长30cm因为30cm 15cm 100cm 所以水银不会流出 2 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 就容器而言 里面气体的跑了 似乎是变质量问题 但是若我们视容