6玻意耳定律2017ppt课件.ppt

玻意耳定律 气体实验定律等温变化 1 1 温度 2 体积 3 压强 热力学温度T 开尔文T t 273K 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 2 问题 一定质量的气体 它的温度 体积和压强三个量之间变化是相互对应的 我们如何确定三个量之间的关系呢 方法研究 控制变量法 在物理学中 当需要研究三个物理量之间的关系时 往往采用 保持一个量不变 研究其它两个量之间的关系 然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系 3 等温变化玻意耳定律 1 等温变化 气体在温度不变的状态下 发生的变化叫做等温变化 2 实验研究 1 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 2 实验装置 3 实验数据的测量及分析 4 玻意耳定律实验装置 5 V 1 2 3 0 1 2 3 4 6 1 V 1 2 3 0 0 2 0 4 0 6 0 8 7 1627年1月25日生于爱尔兰沃特福德郡的莱斯城堡 是当时英国最富有的人 伟大的科克伯爵 理查德 波义耳的第七个儿子 童年体弱但早慧 学会拉丁语和法语 八岁进入他父亲朋友任教务长的伊顿公学 在伊顿期间他不喜欢参加体育锻炼并且常常生病 三年之后他在法国家庭教师陪伴下出国学习 在日内瓦度过了两年 1641年前往意大利佛罗伦萨 研究伽利略的天文学著作与实验 1643年理查德 波义耳死于战争 为他留下了多西特庄园和遗产 1644年他回到爱尔兰 看守庄园同时开始了他的科学研究 罗伯特 波义耳 8 1646年波义耳应邀加入了由威尔金斯组织的社团 哲学学会 又称无形学院 这一社团成员常常在波义耳的庄园聚会交流 1648年克伦威尔任命威尔金斯主持对牛津大学的改革 威尔金斯邀请波义耳到牛津去工作 1654年波义耳前往牛津 在自己的祖传领地上建立了实验室 聘请罗伯特 胡克为助手开始对气体和燃烧进行研究 他发现了很多值得注意的事情 当他向密闭空气施加双倍的压力时 空气的体积就会减半 施加3倍的压力时 体积就会变成原来的1 3 1660年他创建了一个简单的数学等式来表示这一比例关系 现在我们称之为 波义耳定律 罗伯特 波义耳 9 法国物理学家得到了同样的结果 但是直到1667年才发表 于是在英语国家 这一定律被称为波义耳定律 而在欧洲大陆则被称为马略特定律 1661年波义耳发表了 怀疑派的化学家 重新定义元素这个名称的意义 波意耳在实验与理论两方面都对化学发展有重要贡献 为近代化学奠定了初步基础 故被认为是近代化学的奠基人 1668年他离开牛津前往伦敦建立了自己的实验室 1673年波义耳和胡克对物质的燃烧进行了研究 发现在真空情况下物质无法燃烧 最先揭示了空气是燃烧的必要条件 他还发现了植物的色素可以在酸性和碱性条件下出现不同的颜色 从而引入指示剂的概念 罗伯特 波义耳 10 1680年波义耳被选为英国皇家学会会长 但是由于誓言的问题 他拒绝了这一职务 1689年之后波义耳本来就不是很好的健康继续恶化 他退出了一切社会活动 结束了与皇家学会的关系 公开对不能接待来访者进行道歉 在这种闲居中 他打算整理思想和文章 并希望从事一些秘密的传给后人的化学研究 1691年12月30日 在他姐姐去世后仅仅一周 波义耳去世 葬于圣马丁教堂墓地 按照他的遗嘱 他捐赠他写的关于上帝存在讨论的演讲稿 以供后来学者进行讨论 罗伯特 波义耳 11 在温度不变时 压强p和体积V成反比 实验结论 玻意耳定律 内容 一定质量的某种气体 在温度保持不变的情况下 压强P与体积V成反比 或压强p与体积V的乘积保持不变 即 pV 常量 等温变化图象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 12 1 一定质量气体且温度不变 2 温度不太低 压强不太大 适用条件及范围 13 查理定律 气体实验定律等容变化 14 气体的压强与温度的关系 思考 气体体积不变时 其压强与温度有什么关系 为什么夏天自行车车胎的气不能打得太足 为什么热水瓶倒出一些水后盖上瓶塞 过一段时间后很难取出瓶塞 等容变化 气体在体积保持不变的情况下发生的状态变化 叫做等容变化 15 气体的压强与温度的关系 实验装置 16 实验数据 17 一定质量的某种气体 在体积不变的情况下 它的压强跟热力学温度成正比 这个规律叫做查理定律 用数学公式来表示 查理定律 18 1746年11月12日生于法国的博让西 中学毕业后先在财政部当职员 由于对自然科学的爱好 转而从事自然科学研究 1783年在法国蒙戈尔费埃兄弟制成热气球后不久 他制造了充氢气的气球 第一次实现了氢气球升空 他在物理学上的重要贡献是发现了查理定律 大约在1787年 他研究气体的膨胀问题时发现了这一定律 但并没有发表 而是由盖 吕萨克偶然地知道这一结果后于1802年发表的 后来物理学上就把气体质量和体积不变时压强随温度正比变化的定律叫做查理定律 他还预测了气体在恒压下的膨胀速率为一常数 为盖 吕萨克定律的发现创造了条件 在电学方面他坚持和发展了富兰克林的理论 他还发明和改进了一些仪器 发明了液体比重计 反射测向仪等 查理发表的论文大多数是数学方面的 物理方面的有 电学实验 温标比较 等 1823年4月7日查理在巴黎逝世 查理 19 气体的不变 气体的不变 质量 体积 适用条件 一定质量的气体 在体积不变的情况下 温度每升高 或降低 1 增加 或减少 的压强等于它0 时压强的1 273 或一定质量的某种气体 在体积保持不变的情况下 压强p与热力学温度T成正比 20 一定质量m的气体的总分子数N是一定的 体积V保持不变时 其单位体积内的分子数n也保持不变 当温度T升高时 其分子运动的平均速率v也增大 则气体压强p也增大 反之当温度T降低时 气体压强p也减小 查理定律 微观解释 21 图象 22 等容图线 等容过程的p T图象是一条倾斜的直线 叫做等容线 等容线的延长线通过坐标原点 这时的温度为OK P CTV2 V1 气体质量相等时 斜率小的体积大 判断哪条等容线表示的是体积大 23 由查理定律可知 一定质量的理想气体在体积不变时 它的压强随温度变化关系如图 把这个结论进行合理外推 便可得出图中t0 如果温度能降低到t0 那么气体的压强将减小到Pa 273 0 课堂练习 24 封闭在容器中的气体 当温度升高时 下面的哪个说法是正确的 不计容器的膨胀 密度和压强均增大 密度增大 压强减小 密度不变 压强增大 密度增大 压强不变 答案 C 课堂练习 25 盖 吕萨克定律 气体实验定律等压变化 26 烧瓶 带软木塞 玻璃管 橡皮连接管 水银压强计 温度计 盛水容器 冰 冷水 几种不同温度的 热水 盖 吕萨克定律 27 一定质量的气体 在压强不变的情况下 温度每升高 或降低 1 增加 或减少 的体积等于它0 时体积的1 273 气体的等压变化 1 等压变化 当压强 p 保持不变时 体积 V 和温度 T 之间的关系 或一定质量的某种气体 在压强p保持不变的情况下 体积V与热力学温度T成正比 2 盖 吕萨克定律 28 盖 吕萨克定律 一定质量的气体在压强不变时 它的体积与热力学温度成正比 29 1778年12月6日生于上维埃纳省圣莱昂纳德 法国化学家 物理学家 盖吕萨克是一位法官的儿子 他年轻时在埃科尔工业大学在贝托莱 居顿 德莫沃和福尔克拉的指导下学习 他的表现很快就证明他是完全无愧于贝托莱的友谊的 1802年他发现了气体热膨胀定律 1805年他研究空气的成分 证实 水可以用氧气和氢气按体积1 2的比例制取 1809年他发表了盖 吕萨克定律 在化学原子分子学说的发展历史上起了重要作用 1813年为碘命名 1815年发现氰 并弄清它作为一个有机基团的性质 1827年提出建造硫酸废气吸收塔 称为盖 吕萨克塔 还发明了碱金属钾 钠等的新制备方法 继而发现了硼 碘等新元素 在化学上取得了巨大成就 由于盖 吕萨克的杰出成就 法国成了当时最大的科学中心 1850年5月9日卒于巴黎 盖 吕萨克 30 盖 吕萨克定律表明 体积是热力学温度的正比例函数 V T图象是一条倾斜的直线 叫做等压线 等压线的延长线通过坐标原点 这时的温度为OK 等压线 V T Cp2 p1斜率越大表示气体的压强越小 31 答案 AD 如图 A端封闭有气体的U形玻璃管倒插入水银槽中 当温度为T1时 管中水银面处在M处 温度为T2时 管中水银面处在N处 且M N位于同一高度 若大气压强不变 则 A 两次管中气体压强相等B T1时管中气体压强小于T2时管中气体压强C T1T2 课堂练习 32 盖 吕