高中物理 8.1《气体的等温变化》课件5 新人教版选修33.ppt

第八章 气体 1 气体的等温变化 气体的等温变化 1 气体的三大状态参量 2 气体的等温变化 一定质量的气体 在 保持不 变情况下发生的状态变化 3 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 比 2 表达式 pv c c是常量 或者 压强 p 体积 v 温度 t 温度 反 p1v1 p2v2 4 p v图象 一定质量的气体发生等温变化时的p v图象如图8 1 1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 线 一定质量的气体 不同温度下的等温线是不同的 图中t1 t2 图8 1 1 双曲线 等温 1 一定质量的气体 压强为3atm 保持温度不变 当压 强减小2atm时 体积变化4l 则该气体原来的体积为 b a 4 3lc 8 3l b 2ld 8l 2 一定质量的气体发生等温变化时 若体积增大为原来的 n倍 则压强变为原来的多少倍 c a 2n b n c 1 n d 2 n 解析 一定质量的气体发生等温变化时 压强与体积成反比关系 故若体积增大为原来的n倍时 压强变为原来的1 n 3 在下列图中 p表示压强 v表示体积 t表示热力学温度 t为摄氏温度 各图中不能正确描述一定质量的气体发生 等温变化的是 d 解析 a图中图线平行于纵轴 显然t不变 是等温变化 b图中可看出pv 恒量 是等温变化 c图中也可看出来pv 恒量 只有选项d图中不满足pv 恒量 要点1 玻意耳定律 1 气体的状态变化气体的状态由状态参量决定 对于一定质量的气体 当压强p 体积v 温度t一定时 气体便为一个稳定的状态 否则气体的状态就发生了变化 对于一定质量的气体来说 压强p 体积v 温度t三个状态参量中只有一个量变而其他量不变是不可能的 至少有两个量变或三个量都发生变化 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 表达式 pv c c是常量 或者p1v1 p2v2 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 在温度不变时 一定质量的气体 体积减少时 压强增大 体积增大时 压强减小 3 适用条件 压强不太大 相对大气压 温度不太低 相对室温 被研究的气体质量一定 温度不变 例1 如图8 1 2 一根一端封闭的粗细均匀的细玻璃管 用一段h 19 0厘米的水银柱将一部分空气封闭在细玻璃管里 当玻璃管开口向上竖直放置时 见图甲 管内空气柱长l1 15 0厘米 当时的大气压强p0 1 013 105帕 那么 当玻璃管开口向下竖直放置时 见图乙 管内空气柱的长度该是多少 图8 1 2 思路点拨 1 明确研究对象为一定质量的气体 2 分析过程是否等温 3 写出变化前后的p和v的值或表达式 4 确定变化前后p和v分别用同一单位 5 根据p1v1 p2v2解题 答题规范 设细玻璃管横截面积为s 设变化后空气柱的长 度为l2 变化前空气的体积v1 l1s 压强 p1 p0 h 76 19 cmhg 95cmhg变化后空气的体积v2 l2s 压强 p2 p0 h 76 19 cmhg 57cmhg 根据玻意耳定律p1v1 p2v2 代入数值可得l2 25cm 1 如图8 1 3所示 粗细均匀的u形玻璃管 右端开口 左端封闭 管内用水银将一部分空气封闭在管中 开口朝上竖直放置时 被封闭的空气柱长24cm 两边水银高度差为15cm 若大气压强为75cmhg 问再向开口端倒入长为46cm的水银柱时 封闭端空气柱长度将是多少 图8 1 3 解 倒入水银前对封闭端的气体有 v1 sl1 24s p1 75 15 cmhg 60cmhg 倒入水银后 左端水银面将上升 右端水银面将下降 设左端水银面上升x 则此时封闭端气柱长l2 l1 x 24 x此时两边水银面的高度差 h2 46 15 2x 2l2 17此时封闭端气体的压强p2 75 h2 58 2l2根据玻意耳定律p1v1 p2v2得24 60 l2 58 2l2 即l22 29l2 720 0 解得 l2 45cm 舍去 l2 16cm 要点2 气体的等温变化图象 1 p v图象 1 一定质量的气体 在温度不变的情况下 压强p与体积v成反比 故等温变化的p v图象是双曲线的一支 2 一定质量的气体 不同温度下的等温线是不同的 温度越高 其等温线离原点越远 如图8 1 4所示 t1 t2 图8 1 4 直线 其斜率越大 温度越高 如图8 1 5所示 t2 t1 3 等温线的物理意义 1 图线上的每一点表示气体的一个确定的状态 2 同一等温线上气体各状态的温度相同 图8 1 5 例2 一定质量的气体由状态a变到状态b的过程如图8 1 6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 图8 1 6 思路点拨 气体等温变化的p v图是一条双曲线 称为等温线 在同一条等温线上的气体各状态的温度都相同 可见ab两个状态温度一定相等 故排除a和d项 又由于在此等温线上部的等温线温度高 则气体温度先增加 后减小到原温度 选择b项 答案 b 2 如图8 1 7所示 为一定质量的气体在不同温度下的 两条等温线 则下列说法不正确的是 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 图8 1 7 c 由图可知t1