物理：8.1《气体的等温变化》.

1、1 1、气体的等温变化、气体的等温变化1、温度、温度2、体积、体积3、压强、压强热力学温度热力学温度T ：开尔文：开尔文 T = t 273 K体积体积 V单位：有单位：有L、mL等等压强压强 p单位：单位：Pa（帕斯卡）（帕斯卡）1Pa=1N/m21atm=76cmHg=1.01105 Pa气体的状态参量气体的状态参量复复习习 一：研究的课题：一：研究的课题：气体的等温变化气体的等温变化一定质量的气体在温度不变的情况下，发生的状态一定质量的气体在温度不变的情况下，发生的状态变化叫做等温变化变化叫做等温变化采用的方法：控制变量法采用的方法：控制变量法（1 1）研究的是哪一部分气体）研究的是哪一

2、部分气体? ?（3 3）如何测）如何测 V V ? ?（4 4）如何测量）如何测量p p？（2 2）保证质量一定，温度）保证质量一定，温度不变。不变。定量关系实验数据实验数据次数次数12345压强压强/105Pa3.02.52.01.51.0体积体积/L1.31.62.02.74.0次数次数1 12 23 34 45 5压强压强/ /10105 5PaPa3.03.02.52.52.02.01.51.51.01.0体积体积/L/L1.31.31.61.62.02.02.72.74.04.0V V p p/10/10 PaPa5 50 01 12 23 34 41 12 23 3双曲线双曲线 等

3、温线等温线V图像V图像气体等温变化的P气体等温变化的P p p/10/10 PaPa5 51/V V1 12 23 3O O0.20.20.40.40.60.60.80.813.01.322.51.632.02.041.52.751.04.0次数次数压强压强体积体积过过原原点点的的斜斜直直线线 图图像像v v1 1气气体体等等温温变变化化的的P P。压强p和体积V成反比压强p和体积V成反比 在温度不变时，在温度不变时，, ,结论：一定质量的气体结论：一定质量的气体 一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比压强跟体积成反比二：玻意耳定律二：

4、玻意耳定律 1、内容：、内容：2、表达式：、表达式：CPV2211VPVPVP1VCP 1 1）成立条件：玻意耳定律）成立条件：玻意耳定律p p1 1V V1 1p p2 2V V2 2是实验定律是实验定律 只有在只有在气体质量一定、温度不变气体质量一定、温度不变的条件下才成的条件下才成立立2 2）恒量的定义：）恒量的定义：p p1 1V V1 1p p2 2V V2 2恒量恒量C C 该该恒量恒量C C与气体的种类、质量、温度有关，与气体的种类、质量、温度有关， 对一定质量的气体，温度越高，该恒量对一定质量的气体，温度越高，该恒量C C越大越大3 3）. .适用范围：温度不太低，压强不太大二

5、二. .等温变化图象等温变化图象1 1、特点、特点: :(1)(1)等温线是双曲线的一支。等温线是双曲线的一支。( (2)2)质量一定的同一气体质量一定的同一气体温度越高温度越高, ,其等温线离原点越远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？由作出判断的？Vp1230abc1 12 23 3c cb ba at tt tt t, ,P PP PP P高高压压强强越越大大，在在相相同同体体积积下下，温温度度越越气气

6、体体分分子子数数不不变变，一一定定质质量量的的同同一一气气体体，(2)p1V图像一定质量的气体， 温度不变时， pV恒量，p 与 V 成反比，p 与1V就成正比。在 p1V图上的等温线应是过原点的直线，直线的斜率 K 即为 p 与 V 的乘积，斜率越大，pV 乘积越大，温度就越高，如图 T2T1.例题例题1 1：一定质量气体的体积是一定质量气体的体积是20L20L时，压强为时，压强为1 110105 5PaPa。当气。当气体的体积减小到体的体积减小到16L16L时，压强为多大？设气体的温度保持不变。时，压强为多大？设气体的温度保持不变。用气体定律解题的步骤用气体定律解题的步骤1 1确定研究对象

7、确定研究对象被封闭的气体被封闭的气体( (满足质量不变的条件满足质量不变的条件) )2 2用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件(p(p1 1，V V1 1，T T1 1，p p2 2，V V2 2，T T2 2) )；确定初末条件确定初末条件3 3根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式( (本节课中就是本节课中就是玻意耳定律公式玻意耳定律公式) )；利用定律列方程利用定律列方程4 4将各初始条件代入气体公式中，将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；求解未知量；5 5对结果的物理意义进行讨论对

8、结果的物理意义进行讨论a a5 52 25 52 22 21 11 1P P10101.251.25P2P2 1616P P202010101 1 得得V VP PV V解析：由玻意耳定律P解析：由玻意耳定律P例例2 2. . 某个容器的容积是某个容器的容积是10L10L，所装气体的压强是，所装气体的压强是202010105 5PaPa。如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的如果温度保持不变，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？设大气压是气体是原来的百分之几？设大气压是1.01.010105 5PaPa。解解 设容器原装气体为研究对象。设容器原装气体为研究对象

9、。初态初态 p p1 1=20=2010105 5Pa VPa V1 1=10L =10L 末态末态 p p2 2= 1.0= 1.010105 5Pa VPa V2 2= =？L L 由玻意耳定律由玻意耳定律 p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2得得即剩下的气体为原来的即剩下的气体为原来的5 5。1 1一个气泡由湖面下一个气泡由湖面下20m20m深处上升到湖面下深处上升到湖面下10m10m深处，它的体积约变深处，它的体积约变为原来的体积的（温度不变，水的密度为为原来的体积的（温度不变，水的密度为1.01.0103kg/m3103kg/m3，g g取取10m/s210m/s2）（

10、 ） A A3 3倍倍 B B2 2倍倍 C C1.51.5倍倍 D D0.7 0.7 倍倍1 1. .5 51 10 01 10 01 10 01 11 10 01 11 10 02 20 01 10 01 11 10 01 1g gh hP Pg gh hP PV VV Vg g) )V Vh h（P Pg g) )V Vh h由由玻玻意意耳耳定定律律：（P Pp p0 0为为标标准准气气压压, ,，1 10 0m m处处体体积积V Vm m处处体体积积V V分分析析：对对于于气气泡泡，2 20 03 35 53 35 52 20 01 10 01 12 22 22 20 01 11 10

11、 02 21 12 2一定质量的气体由状态一定质量的气体由状态A A变到状态变到状态B B的过程如图所示，的过程如图所示，A A、B B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（ ）A A、一直下降、一直下降 B B、先上升后下降、先上升后下降 C C、先下降后上升、先下降后上升 D D、一直上升、一直上升 知知B B正正确确与与A A、B B两两点点比比较较，可可B B上上各各点点的的等等温温线线分分析析：画画出出通通过过直直线线A APVBAT1T2T33 3、如图所示，质量分别为、如图所示，质量分别为m m和和m m的同种气体，分别的同种气体，分别以

12、恒定的温度以恒定的温度t t和和t t等温变化，变化过程分别用图中等温变化，变化过程分别用图中等温线等温线1 1和和2 2表示，如表示，如m m1 1=m=m2 2，则，则t t1 1_t_t2 2；如；如t t1 1=t=t2 2，m m1 1_m_m2 2，( (填填“”“=”“”“=”或或“”)“ 解解得得p p1 1. .0 05 53 3p p. .1 10 05 5. .7 7V Vp p由由玻玻意意耳耳定定律律得得4 4p p否否则则不不能能完完全全喷喷出出则则药药液液可可以以全全部部喷喷出出，然然大大于于大大气气压压，桶桶后后，如如果果空空气气压压强强仍仍2 2. .当当空空气

13、气完完全全充充满满药药0 00 03 30 0的的体体积积之之和和初初态态的的体体积积为为内内外外气气体体是是一一次次性性打打入入的的. .围围，且且可可以以认认为为喷喷雾雾器器的的气气体体都都在在其其周周我我们们可可认认为为打打入入【思思维维总总结结】此此问问题题训练训练9.9.一个体积为一个体积为V V的钢瓶中，装有压强为的钢瓶中，装有压强为p p的理想气体在的理想气体在恒温情况下，用容积为恒温情况下，用容积为VV的抽气机抽气的抽气机抽气, ,如图所示求抽如图所示求抽n n次后钢瓶中的气体压强多大？次后钢瓶中的气体压强多大？解析：由于每一次抽气均为等温变化过程，可根据玻意耳定律得第一次抽气

14、：pVp1(VV)可得 p1pVVV第二次抽气：p1Vp2(VV)可得 p2p1VVVpVVV2则第 n 次抽气后气体压强为 pnpVVVn.练习练习 如图所示，注有水银的如图所示，注有水银的U型管，型管，A管上端封闭，管上端封闭，A、B两管用橡皮管相通开始时两管液面相平，现将两管用橡皮管相通开始时两管液面相平，现将B管缓慢降低，在这一过程中，管缓慢降低，在这一过程中，A管内气体体积管内气体体积_，B管比管比A管液面管液面_ 强调思路，强调思路，由由V V的变化的变化压强变化压强变化借助借助p p的计算判断液面的计算判断液面的高低的高低 增大增大低低假设法假设法气体压强的计算方法（三）气体压强

15、的计算方法（三） 运用牛顿定律计算气体的压强运用牛顿定律计算气体的压强 当封闭气体的所在的系统处于力学非平衡状态时，欲求当封闭气体的所在的系统处于力学非平衡状态时，欲求封闭气体压强，首先要选择封闭气体压强，首先要选择 恰当的对象（如与气体相关的液恰当的对象（如与气体相关的液体、活塞等）并对其进行正确的受力分析（特别注意分析内体、活塞等）并对其进行正确的受力分析（特别注意分析内外的压力）然后应用牛顿第二定律列方程求解。外的压力）然后应用牛顿第二定律列方程求解。不计一切摩擦不计一切摩擦89 FmSM自由下滑自由下滑已知大气压已知大气压P0，水银柱长为，水银柱长为h,作业：作业：1.1.某个容器的容

16、积是某个容器的容积是10L10L，所装气体的压强是，所装气体的压强是202010105 5PaPa。如果温度保持不。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1.01.010105 5PaPa。2 2、如图所示，开口向下插入水银槽的玻璃管内封闭着长为、如图所示，开口向下插入水银槽的玻璃管内封闭着长为H H的空气柱，管内外水银的空气柱，管内外水银高度差为高度差为h h，若缓慢向上提起玻璃管（管口未离开槽内水银面），若缓慢向上提起玻璃管（管口未离开槽内水银面），H H和和h h的变化情况

17、的变化情况是（是（ A A ）假设法假设法A A、h h和和H H都增大都增大 B B、h h和和H H都减小都减小 C C、h h增大，增大，H H减小减小 D D、h h减小，减小，H H增大增大3 3、竖直倒立的、竖直倒立的U U形玻璃管一端封闭，另一端开口向下，如图所示，用水银形玻璃管一端封闭，另一端开口向下，如图所示，用水银柱封闭一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，假设在管子的柱封闭一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，假设在管子的D D处钻一小孔，则管内被封闭的气体压强处钻一小孔，则管内被封闭的气体压强p p和气体体积和气体体积V V变化的情况为（变化的情况为（ B B