气体等温变化

关于气体等温变化第1页，共29页，2023年，2月20日，星期四学习目标：1.知道什么是等温变化，会用等温变化的规律解释有关的物理现象2.掌握玻意耳定律的条件、内容、表达式，会用公式分析、计算有关问题；理解气体等温变化的P-V图像。第2页，共29页，2023年，2月20日，星期四1、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）气体的状态参量复习第3页，共29页，2023年，2月20日，星期四问题引入

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？第4页，共29页，2023年，2月20日，星期四方法研究引入

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”，

☆控制变量的方法第5页，共29页，2023年，2月20日，星期四问题引入

我们在以前的学习中，也曾经采用过“控制变量的方法”来研究三个变量之间的关系：1、牛顿第二定律（α、F、m）；2、…第6页，共29页，2023年，2月20日，星期四授课气体的等温变化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、实验研究第7页，共29页，2023年，2月20日，星期四实验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第8页，共29页，2023年，2月20日，星期四

用注射器密闭一定质量的空气，缓慢地推动和拔出活塞，观察活塞中空气体积和压强的变化？做一做：压强增大体积减小时，体积增大时，压强减小猜想温度不变时，压强与体积成反比第9页，共29页，2023年，2月20日，星期四实验：探究气体等温变化的规律设计实验数据处理（测量哪些物理量）（猜想）体积、压强图像法乘积一定注意事项（温度不变）气体定律演示仪第10页，共29页，2023年，2月20日，星期四演示实验(看课本）实验（1）研究的是哪一部分气体?（2）怎样保证T不变?（4）如何测V?（3）如何改变p?——根据高度差（1）研究的是哪一部分气体?（2）怎样保证T不变?第11页，共29页，2023年，2月20日，星期四主要步骤：1、密封一定质量的气体。2、改变气体的体积，记录气体长度和该状态下压强的大小。3、数据处理。注意事项：1、尽量避免漏气。2、不要用手握住玻璃管。3、移动活塞要缓慢。第12页，共29页，2023年，2月20日，星期四探究结论：

在误差范围内，温度不变时，气体的压强p和体积V成反比。误差分析：1、读数误差。2、漏气。第13页，共29页，2023年，2月20日，星期四1、文字表述：一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。

2、公式表述：pV=C（常数）

或p1V1=p2V24、适用范围：温度不太低，压强不太大一、玻意耳定律3、条件:气体质量一定且温度不变(玻意耳—马略特定律)第14页，共29页，2023年，2月20日，星期四小试牛刀一定质量气体的体积是20L时，压强为1×105Pa。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。解：以气体为研究对象，由得第15页，共29页，2023年，2月20日，星期四（1）明确研究对象（气体）；（2）分析过程特点，判断为等温过程；（3）列出初、末状态的p、V值；（4）根据p1V1=p2V2列式求解；利用玻意耳定律的解题思路第16页，共29页，2023年，2月20日，星期四如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为12cm。活塞质量为20kg，横截面积为100cm²。已知大气压强为1×105Pa。求：汽缸开口向上时，气体的长度。大展身手第17页，共29页，2023年，2月20日，星期四解：以缸内封闭气体为研究对象，初态：末态：由玻意耳定律得由活塞受力平衡得：第18页，共29页，2023年，2月20日，星期四如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为12cm。活塞质量为20kg，横截面积为100cm²。已知大气压强为1×105Pa。求：汽缸开口向下时，气体的长度。举一反三第19页，共29页，2023年，2月20日，星期四二、P-V图像（等温线）

过原点的直线双曲线的一支

物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态。同一条等温线上的各点温度相同，即p与V乘积相同。p1/V0Vp·0A·B第20页，共29页，2023年，2月20日，星期四pV0t1t2

思考：同一气体，不同温度下的等温线是不同的，请判断出下图中哪条等温线的温度高？理由是什么？不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。第21页，共29页，2023年，2月20日，星期四

例题：一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（）

A、一直下降B、先上升后下降

C、先下降后上升D、一直上升

B第22页，共29页，2023年，2月20日，星期四小结：1、玻意耳定律2、p-V图像（等温线）第23页，共29页，2023年，2月20日，星期四某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20×105Pa。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1.0×105Pa。就容器而言，里面气体的跑了，似乎是变质量问题，但是若我们视容器内气体“出而不走”，那么质量就不变了。练习1第24页，共29页，2023年，2月20日，星期四练习2一个足球的容积是2.5L,用打气筒给这个足球打气,每打一次都把体积为125mL、压强与大气压强相同的空气打进去,如果足球在打气前就已是球形，内部空气压强与大气压相同,那么打了20次以后,足球内部空气的压强是大气压的多少倍?（设足球内部的温度保持不变）第25页，共29页，2023年，2月20日，星期四如图所示，长为1m，开口竖直向上的玻璃管内，封闭着长为15cm的水银柱，封闭气体的长度为20cm，已知大气压强为75cmHg，求：（1）玻璃管水平放置时，管内气体的长度。（2）玻璃管开口竖直向下时，管内气体的长度。

（假设水银没有流出）15cm20cm练习3第26页，共29页，2023年，2月20日，星期四解：(1)以管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态:

设管横截面积为S，则

P1=75＋15＝90cmHgV1=20S

水平放置为末态，P2=75cmHg

由玻意耳定律P1V1=P2V2得：

V2=P1V1／P2=（90×20S）／75=24S

所以，管内气体长24cm(2)以管口竖直向上为初态，管口竖直向下为末态

P2=75－15＝60cmHg

由玻意耳定律得：V2=P1V1／P2＝30S

所以，管内气体长30cm

因为30cm＋15cm＜100cm，所以水银不会流出第27页，共29页，2023年，2月20日，星期