2019-2020学年高中物理 第8章 气体 1 气体的等温变化课件 新人教版选修3-3(1)

1气体的等温变化,前面我们用位移、速度、加速度等物理量描述物体的机械运动，现在研究气体的特性，要用哪些物理量描述气体的性质呢？气体的不同状态之间的变化又有什么规律呢？让我们去探究一定质量的气体状态变化的规律吧！,一、玻意耳定律1气体状态参量气体的三个状态参量为_、_、_.【答案】温度体积压强2等温变化：_的气体，在温度不变的条件下，其_与_变化时的关系【答案】一定质量压强体积,3玻意耳定律(1)内容：一定_的气体，在温度保持不变时，它的压强和体积成反比；或者说，压强和体积的乘积保持_此即玻意耳定律(2)数学表达式：pvc(常量)或p1v1p2v2.(3)适用条件：气体质量不变、温度不变；气体温度不太低、压强不太大【答案】(1)质量不变,二、气体等温变化的pv图象1pv图象一定质量的理想气体的pv图象如图甲所示，图线为双曲线的一支，且温度t1t2.,系统静止或匀速运动时气体压强的计算常用方法有1参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程消去面积，得到液片,u形管压强的计算,两侧压强相等，进而求得气体压强例如，图中粗细均匀的u形管中封闭了一定质量的气体a，在其最低处取一液片b，由其两侧受力平衡可知(paph0)s(p0phph0)s.即pap0ph.2力平衡法：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，由f合0列式求气体压强3连通器原理：在连通器中，同一种液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强相等，如图中同一液面c、d处压强相等pap0ph.,温馨提示：(1)当系统加速运动时，选封闭气体的物体如液柱、汽缸或活塞等为研究对象，进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强(2)压强关系的实质反映力的关系，力的关系由物体的状态来决定,1求图中被封闭气体a的压强其中甲、乙、丙图中的玻璃管内都灌有水银，丁图中的小玻璃管浸没在水中大气压强p076cmhg.(p01.01105pa，g10m/s2，水1103kg/m3),【答案】甲66cmhg乙71cmhg丙81cmhg丁1.13105pa【解析】甲pap0ph76cmhg10cmhg66cmhg.乙pap0ph76cmhg10sin30cmhg71cmhg.丙pbp0ph276cmhg10cmhg86cmhgpapbph186cmhg5cmhg81cmhg.丁pap0水gh1.01105pa1103101.2pa1.13105pa,1成立条件：气体质量一定、温度不变2恒量的定义：p1v1p2v2恒量c该恒量c与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该恒量c越大,玻意耳定律的理解及应用,3两种等温变化图象,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是哪部分封闭气体，注意其质量和温度应不变(2)明确状态参量，找准所研究气体初、末状态的p、v值(3)根据玻意耳定律列方程求解,2(多选)如图所示，在汽缸中用活塞封闭一定质量的气体，活塞与缸壁间的摩擦不计，且不漏气，将活塞用绳子悬挂在天花板上，使汽缸悬空静止.若大气压不变，温度降低到某一值，则此时与原来状态相比较()a.绳子张力不变b.缸内气体压强变小c.绳子张力变大d.缸内气体体积变小【答案】ad,解析：两管内水银面一样高，则左管中空气的压强减小，由玻意耳定律可知，气体的体积增大，右管必须向下移动，才可以保持左右平衡，故d项正确,例1如图所示，竖直放置的u型管，左端开口右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将a、b两段空气柱封闭在管内已知水银柱a长h1为10cm，水银柱b两个液面间的高度差h2为5cm，大气压强为75cmhg，求空气柱a、b的压强,气体压强的计算,解析：设管的截面积为s，选a的下端面为参考液面，它受向下的压力为(pah1)s，受向上的大气压力为p0s，由于系统处于静止状态，则(pah1)sp0s，所以pap0h1(7510)cmhg65cmhg再选b的左下端面为参考液面，由连通器原理知：液柱h2的上表面处的压强等于pb，则(pbh2)spas，所以pbpah2(655)cmhg60cmhg.答案：65cmhg60cmhg,反思领悟：求气体压强的方法(1)连通器原理：在连通器中，同一液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强是相等的(2)在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强pgh时，应特别注意h是表示液面间竖直高度，不一定是液柱长度(3)求由液体封闭的气体压强，应选择最低液面列平衡方程(4)求由固体封闭(如汽缸和活塞封闭)气体的压强，应对此固体(如活塞或汽缸)进行受力分析，列出力平衡方程或牛顿第二定律方程,1(2019长沙名校期末)如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为m，通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封有一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为s，则(大气压强为p0)(),【答案】c,例2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，求管口距液面的深度(取水面上大气压强为p01.0105pa，g取10m/s2，池水中温度恒定)解析：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,玻意耳定律的应用,反思领悟：应用玻意耳定律解题的一般步骤(1)首先确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件(2)然后确定始末状态及其状态参量(p1、v1；p2、v2)(3)最后根据玻意耳定律列方程求解(注意统一单位),2(2019无锡名校二模)把一根两端开口、粗细均匀的玻璃管竖直插入水银槽中，之后将玻璃管上端封闭，如图所示现将玻璃管缓慢地继续向下插入水银槽内，则管内水银柱的长度、管内水银面的升降情况是()a变短、上升b变长、下降c变短、下降d变长、上升【答案】b,解析：管内气体全过程等温变化，压强增大，