气体的等温变化(人教版).ppt

1、第八章 气 体 1.气体的等温变化,一.引入:思考题,1.被封气体V如何变化?,2.是不是压强变大体积一定变小?,不一定如果T升高,P变大,V也可能大,不一定,如果给自行车轮胎充气,P增大,气体并没有变小.,3.怎么样研究P.T.V三者关系?,控制变量法,二、等温变化,1.气体的等温变化:一定质量的气体温度保持不变的状态变化过程.,2.研究一定质量的气体等温变化的规律,（1）介绍实验装置,(2)观察实验装置，并回答：,研究哪部分气体？,怎样保证M不变?,A管中气体体积怎样表示？,（LS）,阀门a打开时，A管中气体压强多大？阀门a闭合时A管中气体压强多大？,（p0）,欲使A管中气体体积减小，压强

2、增大，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的表达式,（p=p0+gh）,欲使A管中气体体积增大，压强减小，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的表达式,（p=p0-gh）,实验过程中的恒温是什么温度？为保证A管中气体的温度恒定，在操作B管时应注意什么？,（缓慢）,(3)实验数据,(4)作图,(a) 坐标轴选择,(b) 描点,仔细观察表格的数据，并将坐标上的各点用光滑的曲线连接，发现了什么？,（a：Vp，Vp；b：是一条光滑的曲线）,等温变化图象的特点: (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.,思考与讨论,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

3、高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？,结论:t3t2t1,恒量随温度升高而增大(与气体的质量种类温度有关)。,(5)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.,三 、实验结论-玻意耳定律,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=常数 或p1V1=p2V2,3、条件:一定质量气体且温度不变,4、适用范围：温度不太低，压强不太大,例1. 将一端封闭的均匀直玻璃管开口向下，竖直

4、插入水银中，当管顶距槽中水银面8 cm时，管内水银面比管外水银面低2 cm要使管内水银面比管外水银面高2 cm，应将玻璃管竖直向上提起多少厘米？已知大气压强p0支持76 cmHg，设温度不变,分析：均匀直玻璃管、U形玻璃管、汽缸活塞中封闭气体的等温过程是三种基本物理模型，所以在复习中必须到位在确定初始条件时，无 论是压强还是体积的计算，都离不 开几何关系的分析，那么，画好始 末状态的图形，对解题便会有很大 作用本题主要目的就是怎样去画 始末状态的图形以找到几何关系， 来确定状态参量,解：根据题意，由图知,p1=p0+2cmHg78cmHg，V1=(8+2)S=10S，,p2=p0-2cmHg=

5、74cmHg， V2=(8+x)-2S=(6+x)S,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用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件 (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,练习1.一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中,内封一定质量的气体,管内水银面低于管外,在温度不变时,将玻璃管稍向下插入一些,下列说法正确的是,如图所示. ( ) A.玻璃管内气体体积减小; B.玻璃管内气体体积增大; C.

6、管内外水银面高度差减小; D.管内外水银面高度差增大.,AD,练习2.如图所示，注有水银的U型管，A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B管缓慢降低，在这一过程中，A管内气体体积_，B管比A管液面_,强调思路，由V的变化压强变化借助p的计算判断液面的高低,例2. 均匀U形玻璃管竖直放置，用水银将一些空气封在A管内，当A、B两管水银面相平时，大气压强支持72 cmHgA管内空气柱长度为10 cm，现往B管中注入水银，当两管水银面高度差为18 cm时，A管中空气柱长度是多少？注入水银柱长度是多少？,解： p1=p0=72 cm Hg，V1=10S，,分析：如图所示，由于水银是

7、不可压缩的，所以A管水银面上升高度x时，B管原水银面 下降同样高度x那么，当A、B 两管水银面高度差为18 cm时， 在B管中需注入的水银柱长度应 为(18+2x)cm,V2lS,p2=p0+1890 cmHg,例3.密闭圆筒内有一质量为100 g的活塞，活塞与圆筒顶端之间有一根劲度系数k=20 N/m的轻弹簧；圆筒放在水平地面上，活塞将圆筒分成两部分，A室为真空，B室充有空气，平衡时，l0=0.10 m，弹簧刚好没有形变如图5所示现将圆筒倒置，问这时B室的高度是多少？,分析：汽缸类问题，求压强是关键：应根据共点力平衡条件或牛顿第二定律计算压强,解：圆筒正立时：,圆筒倒立时，受力分析如图所示，有p2S+mg=kx, x=l-l0，则,温度不变，根据玻意耳定律：p1V1=p2V2,例4. 某个容器的容积是10 L，所装气体的压强是20105 Pa。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1.0105 Pa。,解: 设容器原装气体为研究对象。,初态 p1=20105Pa