【高中物理选修3-3】 气体的等温变化2课件

1、气体的等温变化,一、在热学中,1.系统指？外界指？,2.状态参量有哪些？,3、什么叫平衡态？特征？,4、什么叫达到了热平衡？特征？,思考：平衡态与热平衡是一回事吗？,5、热平衡定律？温度指？,能吹起气球吗？,？,圧燃实验,控制变量法,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,一玻意耳定律,1、内容：,2、表达式：,3、图像：,4、适用范围：温度不太低，压强不太大,等温线,二.等温变化图象1、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.,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:t3t2t1,2、图象意义,(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系,(2)点意义:每一组数据-反映某一状态,(3)结论:体积缩小到原来的几分之一,压强增大到原来的几倍.体积增大到原来的几倍,它的压强就减小为原来的几分之一.,不能用手触摸玻璃管,实验,用气体定律解题的步骤,1确定研究对象被封闭的气体(满足质量不变的条件)；,2写出过程中气体的初末状态参量(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；,3根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式(本节课中就是玻意耳定律公式)；,4将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；,5对结果的物理意义进行讨论,注：量的单位,例题,一定质量气体的体积是20L时，压强为1105Pa。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。,答案：1.25105Pa,课本20页第一题,1.某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20105Pa。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1.0105Pa。,解设容器原装气体为研究对象。,初态p1=20105PaV1=10LT1=T,末态p2=1.0105PaV2=？LT2=T,由玻意耳定律p1V1=p2V2得,即剩下的气体为原来的5。,就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了。,1.波意耳定律的内容2.表达式3.作出两条等温线，比较温度高低.,三.封闭气体压强的计算容器静止或匀速运动时封闭气体压强的计算-力平衡法,1.通常选与气体相关联的汽缸或活塞为研究对象，并对其进行受力分析，求出封闭气体的压强,同步练习17页6,2.容器静止或匀速运动时封闭气体压强的计算-同一液面，两侧压强相等（B液面）-同种液体在同一水平液面处（C,D）压强相等,在连通器内灵活选取等压面.由两侧压强相等列方程，求解压强.例如，图中同一液面C,D处压强相等，则pA=p0+ph.,三.封闭气体压强的计算,突出液柱的下表面,非连续液柱不能选等压面,例2.一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中，管竖直放置，管内水银面比管外高h，上端空气柱长为L，已知大气压强为HcmHg，下列说法正确的是()A此时封闭气体的压强是(Lh)cmHgB此时封闭气体的压强是(Hh)cmHgC此时封闭气体的压强是(Hh)cmHgD此时封闭气体的压强是(HL)cmHg,B,下凹,变式训练2求图中被封闭气体A的压强图中的玻璃管内都灌有水银且水银柱都处在平衡状态，大气压强p076cmHg.(p01.01105Pa，g10m/s2),3.容器加速运动时封闭气体压强的计算当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱、汽缸或活塞为研究对象，并对其进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强.如图,当竖直放置的玻璃管向上加速运动时，对液柱受力分析有：pS-p0S-mg=ma得,同步练习15页变式训练1,【例3】有一段12cm长的水银柱,在均匀玻璃管中封住一定质量的气体,若开口向上将玻璃管放置在倾角为30的光滑斜面上,在下滑过程中被封闭气体的压强为(大气压强p0=76cmHg)()A.76cmHgB.82cmHgC.88cmHgD.70cmHg,A,【规律方法】封闭气体压强的求解技巧(1)气体自身重力产生的压强很小，一般忽略不计.(2)压强是联系气体和受力分析的桥梁.(3)液体产生的压强也可以用cmHg(或用液柱高度ph)表示，等式两边单位统一即可，没有必要换算成国际单位.,【变式训练3】如图所示,一横截面积为S的圆柱形容器竖直放置,圆板A的上表面是水平的,下表面是倾斜的,且下表面与水平面的夹角为,圆板的质量为M,不计一切摩擦,大气压为p0,则被圆板封闭在容器中的气体的压强为()A.p0+Mgcos/SB.p0/S+Mgcos/SC.p0+Mgcos2/SD.p0+Mg/S,【解析】选D.以圆板为研究对象,如图所示,竖直方向受力平衡.pAScos=p0S+MgS=S/cos所以pA(S/cos)cos=p0S+Mg所以pA=p0+Mg/S故此题应选D选项.,【典例3】如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的p-V图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是()A.一直保持不变B.一直增大C.先减小后增大D.先增大后减小,D,【变式训练】如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条图线.由图可知()A.一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比B.一定质量的气体在发生等温变化时，其图线的延长线是经过坐标原点的C.T1T2D.T1T2,BD,【典例】(2011安庆高二检测)用来喷洒农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的容积为7.5L，装入药液后，药液上方空气为1.5L.关闭阀门K，用打气筒B每次打进105Pa的空气250cm3.求：,(1)要使药液上方气体的压强为4105Pa,应打几次打气筒？(2)当A中有4105Pa的空气后，打开阀门K可喷洒药液，直到不能喷洒时，喷雾器剩余多少体积的药液？(忽略喷管中药液产生的压强),【解题指导】,【标准解答】(1)设原来药液上方空气体积为V，每次打入空气的体积为V0，打几次后压强由p0变为p1,以A中原有空气和n次打入A中的全部气体为研究对象，由玻意耳定律得：p0(V+nV0)=p1V,故,(2)打开阀门K，直到药液不能喷洒，忽略喷管中药液产生的压强，则A容器内的气体压强应等于外界大气压强，以A中气体为研究对象，p1V=p0V,因此A容器中剩余药液的体积为7.5L-6L=1.5L.答案：(1)18次(2)1.5L,2.(2010广东高考)如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压