高中物理选修气体等温变化PPT课件

1、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？平衡态与热平衡是一回事吗？5、热平衡定律？温度指？第1页/共28页？圧燃实验控制变量法控制变量法第2页/共28页 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：CPV 2211VPVPP1/VPVVP1VCP 4、适用范围：温度不太低，压强不太大等温线等温线第3页/共28页二二. .等温变化图象等温变化图象1、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)温度越高温度越高,

2、,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？理由作出判断的？Vp1230结论结论:t3t2t1第4页/共28页2 2、图象意义、图象意义(1)(1)物理意义物理意义: :反映压强随体积的变化关系反映压强随体积的变化关系(2)(2)点意义点意义: :每一组数据每一组数据-反映某一状态反映某一状态 (3) (3)结论结论: :体积缩小到原来的几分之一体积缩小到原来的几分之一, ,压强压强增大到原来的几倍

3、增大到原来的几倍. .体积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它的压强就减小为原来的几分之一. .第5页/共28页不能用手触摸玻璃管不能用手触摸玻璃管P1/VPV实验第6页/共28页用气体定律解题的步骤用气体定律解题的步骤1 1确定研究对象被封闭的气体确定研究对象被封闭的气体( (满足质量满足质量不不变的条件变的条件) )；2 2写出过程中气体的初末状态参量写出过程中气体的初末状态参量(p(p1 1，V V1 1，T T1 1，p p2 2，V V2 2，T T2 2) )；3 3根据气体状态变化过程的特点，列出相应的根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气

4、体公式气体公式( (本节课中就是玻意耳定律公式本节课中就是玻意耳定律公式) )；4 4将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；5 5对结果的物理意义进行讨论对结果的物理意义进行讨论注：量的单位第7页/共28页例题例题一定质量气体的体积是一定质量气体的体积是20L20L时，压时，压强为强为1 110105 5PaPa。当气体的体积减。当气体的体积减小到小到16L16L时，压强为多大？设气体时，压强为多大？设气体的温度保持不变。的温度保持不变。 答案：答案： 1.2510 5Pa第8页/共28页 课本20页第一题1. 1. 某个容器的容积是某个容器的容积是1

5、0L10L，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。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？设大气压是之几？设大气压是1.01.010105 5PaPa。第9页/共28页解解 设容器原装气体为研究对象。设容器原装气体为研究对象。初态初态 p p1 1=20=2010105 5Pa VPa V1 1=10L T=10L T1 1=T=T末态末态 p p2 2=1.0=1.0105Pa V105Pa V2 2= =？L TL T2 2=T=T由玻意耳定律由玻意耳定律 p

6、 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。就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但就容器而言，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。若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了。第10页/共28页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.第11页/共28页三三. .封闭气体压强的计算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通常选与气体相关联的汽缸汽缸或或活塞活塞为研究为研究对象，并对其进行受力分析，求出封闭气体对象

7、，并对其进行受力分析，求出封闭气体的压强的压强同步练习17页6第12页/共28页2.2.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 B液面）-同种液体在同一水平液面处（C,DC,D）压强相等, ,在连通器内灵活选取等压面灵活选取等压面. .由两侧压强相等列方程，求解压强. .例如，图中同一液面C,DC,D处压强相等，则p pA A=p=p0 0+p+ph h. .三三. .封闭气体压强的计算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第13页/共28页例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H

8、cmHg，下列说法正确的是() A此时封闭气体的压强是 (Lh) cmHg B此时封闭气体的压强是 (Hh) cmHg C此时封闭气体的压强是 (Hh) cmHg D此时封闭气体的压强是 (HL) cmHgB 下凹第14页/共28页变式训练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p076 cmHg.(p01.01105 Pa，g10 m/s2)第15页/共28页3.3.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液柱、汽缸汽缸或活塞活塞为研究对象，并对其进行受力分析，然后由牛顿第二牛顿第二定律定律列方程，求出封闭气体的压

9、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-ppS-p0 0S-mg=maS-mg=ma得0m gapp.S同步练习15页变式训练1第16页/共28页【例3 3】有一段12 cm12 cm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3030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p p0 0=76cmHg)( )=76cmHg)( ) A.76 cmHg A.76 cmHg B.82 cmHg B.82 cmHg C.88 cmHg C.88 cmHg D.70 cmHg D.70 cmHgA第17

10、页/共28页【规律方法规律方法】 封闭气体压强的求解技巧封闭气体压强的求解技巧(1)(1)气体自身重力产生的压强很小，一般忽气体自身重力产生的压强很小，一般忽略不计略不计. .(2)(2)压强是联系气体和受力分析的桥梁压强是联系气体和受力分析的桥梁. .(3)(3)液体产生的压强也可以用液体产生的压强也可以用cmHg(cmHg(或用液或用液柱高度柱高度p ph h) )表示，等式两边单位统一即可，表示，等式两边单位统一即可，没有必要换算成国际单位没有必要换算成国际单位. .第18页/共28页【变式训练3 3】如图所示, ,一横截面积为S S的圆柱形容器竖直放置, ,圆板A A的上表面是水平的,

11、 ,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,M,不计一切摩擦, ,大气压为p p0 0, ,则被圆板封闭在容器中的气体的压强为( )( ) A.p A.p0 0+Mgcos/S +Mgcos/S B.p B.p0 0/S+Mgcos/S/S+Mgcos/S C.p C.p0 0+Mgcos+Mgcos2 2/S /S D.p D.p0 0+Mg/S+Mg/S第19页/共28页【解析解析】选选D.D.以圆板为研究对象以圆板为研究对象, ,如图所示如图所示, ,竖直方向受力平竖直方向受力平衡衡. .p pA AScos=pScos=p0 0S+MgS+MgS=S/cosS=S

12、/cos所以所以p pA A(S/cos)cos=p(S/cos)cos=p0 0S+MgS+Mg所以所以p pA A=p=p0 0+Mg/S+Mg/S故此题应选故此题应选D D选项选项. .第20页/共28页【典例3 3】如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的p-Vp-V图象，气体由状态A A变化到状态B B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是( )( )A.A.一直保持不变B.B.一直增大C.C.先减小后增大D.D.先增大后减小D第21页/共28页【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.A.一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成

13、正比B.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.TC.T1 1T T2 2D.TD.T1 1T T2 21pV1pVBD第22页/共28页【典例】(2011(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 A的容积为7.5 L7.5 L，装入药液后，药液上方空气为1.5 L.1.5 L.关闭阀门K K，用打气筒B B每次打进10105 5 Pa Pa的空气250 cm250 cm3 3. .求： (1)(1)要使药液上方气体的压强为4 410105 5 Pa, Pa,应打几次打气筒？(2)(2)当A A中有4 410105 5 Pa Pa的

14、空气后，打开阀门K 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) ) 第23页/共28页【解题指导解题指导】第24页/共28页【标准解答标准解答】(1)(1)设原来药液上方空气体积为设原来药液上方空气体积为V V，每次打入空，每次打入空气的体积为气的体积为V V0 0，打几次后压强由，打几次后压强由p p0 0变为变为p p1 1, ,以以A A中原有空气和中原有空气和n n次打入次打入A A中的全部气体为研究对象，由玻意耳定律得：中的全部气体为研究对象，由玻意耳定律得：p p0 0(V+nV(V+nV0 0)=p)=p1 1V,V,故故551053

15、004 10101.5ppVn18.p V10250 10次次第25页/共28页(2)(2)打开阀门打开阀门K K，直到药液不能喷洒，忽略喷管中药液产生的，直到药液不能喷洒，忽略喷管中药液产生的压强，则压强，则A A容器内的气体压强应等于外界大气压强，以容器内的气体压强应等于外界大气压强，以A A中气中气体为研究对象，体为研究对象，p p1 1V=pV=p0 0V,V,因此因此A A容器中剩余药液的体积为容器中剩余药液的体积为7.5 7.5 L L-6 -6 L L=1.5 =1.5 L L. .答案：答案：(1)18(1)18次次 (2)1.5 L(2)1.5 L 5150p V4 10V1.5L6L,p10 第26页/共28页2.(20102.(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