理想氣體等溫變化

1、氣體的等溫、等壓、等氣體的等溫、等壓、等容變化容變化理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程一一. .理想氣體理想氣體 假設(shè)這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓假設(shè)這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能嚴(yán)格地遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律強(qiáng)下都能嚴(yán)格地遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律, ,我們把這我們把這樣的氣體叫做樣的氣體叫做“理想氣體理想氣體”。理想氣體具有以下特點(diǎn)理想氣體具有以下特點(diǎn): :1.1.氣體分子可以視為質(zhì)點(diǎn)。氣體分子可以視為質(zhì)點(diǎn)。2.2.氣體分子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中氣體分子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中, ,除碰撞的瞬間外除碰撞的瞬間外, ,分子分子之間以及分子和器壁之間都無(wú)相互作用力之間以及分子和器壁之間都無(wú)相互作用力無(wú)分子勢(shì)能無(wú)分子勢(shì)

2、能。3.3.分子之間和分子與器壁之間的碰撞分子之間和分子與器壁之間的碰撞, ,都是完全都是完全彈性碰撞彈性碰撞. .除碰撞以外除碰撞以外, ,分子的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)分子的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)動(dòng), ,各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)會(huì)均等各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)會(huì)均等. .理想氣體是不存在的理想氣體是不存在的. .1 1、在常溫常壓下、在常溫常壓下, ,大多數(shù)實(shí)際氣體大多數(shù)實(shí)際氣體, ,尤其是那尤其是那些不易液化的氣體都可以近似地看成理想氣些不易液化的氣體都可以近似地看成理想氣體體. .2 2、在溫度不低于負(fù)幾十?dāng)z氏度、在溫度不低于負(fù)幾十?dāng)z氏度, ,壓強(qiáng)不超過(guò)壓強(qiáng)不超過(guò)大氣壓的幾倍時(shí)大氣壓的幾倍時(shí), ,很多氣體都可當(dāng)成理

3、想氣體很多氣體都可當(dāng)成理想氣體來(lái)處理來(lái)處理. .3 3、理想氣體的內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決、理想氣體的內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決定定 , ,與氣體的體積無(wú)關(guān)與氣體的體積無(wú)關(guān). .二、氣體的等溫二、氣體的等溫、等容和等壓變化等容和等壓變化1、一定質(zhì)量的理想氣體在溫度不變時(shí)壓強(qiáng)隨體積的變化叫等溫變化2、一定質(zhì)量的理想氣體在、一定質(zhì)量的理想氣體在體積體積不變時(shí)壓不變時(shí)壓強(qiáng)隨溫度的變化叫強(qiáng)隨溫度的變化叫等容變化等容變化3、一定質(zhì)量的理想氣體在、一定質(zhì)量的理想氣體在壓強(qiáng)壓強(qiáng)不變時(shí)體不變時(shí)體積隨溫度的變化叫積隨溫度的變化叫等壓變化等壓變化1 .當(dāng)物體靜止時(shí)，分析與氣體接觸部分物體當(dāng)物體靜止時(shí)，分析與氣體接觸

4、部分物體受力平受力平衡衡封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法例：計(jì)算以下各種情況下，被封閉氣體的壓強(qiáng)。（ M為重物質(zhì)量，F(xiàn)是外力，大氣壓 p0 =76cmHg，S為活塞面積，G為活塞重）2 .當(dāng)物體靜止時(shí)，分析與氣體接觸部分物體當(dāng)物體靜止時(shí)，分析與氣體接觸部分物體受力平衡。接觸物受力平衡。接觸物體為彎曲的液柱時(shí)彎曲部分等液面的部分忽略，只分析剩余部體為彎曲的液柱時(shí)彎曲部分等液面的部分忽略，只分析剩余部分。分。u如圖如圖4 4所示，在一端封所示，在一端封閉的閉的U U形管內(nèi)，三段水形管內(nèi)，三段水銀柱將空氣柱銀柱將空氣柱A A、B B、C C封在管中，在豎直放置封在管中，在豎直放置時(shí)，時(shí)，

5、ABAB兩氣柱的下表面兩氣柱的下表面在同一水平面上，另兩在同一水平面上，另兩端的水銀柱長(zhǎng)度分別是端的水銀柱長(zhǎng)度分別是h h1 1和和h h2 2，外界大氣的壓，外界大氣的壓強(qiáng)為強(qiáng)為p p0 0，則，則A A、B B、C C三三段氣體的壓強(qiáng)分別是多段氣體的壓強(qiáng)分別是多少？少？2 .當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，分析與氣體接觸部分物體當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，分析與氣體接觸部分物體加速度加速度。對(duì)于接觸物體為彎曲的液柱時(shí)，分析壓強(qiáng)時(shí)把彎曲部對(duì)于接觸物體為彎曲的液柱時(shí)，分析壓強(qiáng)時(shí)把彎曲部分等液面的部分忽略，只分析剩余部分。而分析加速分等液面的部分忽略，只分析剩余部分。而分析加速度時(shí)需要看整個(gè)液柱。度時(shí)需要看整個(gè)液柱。例：如圖例

6、：如圖5 5所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為m m1 1內(nèi)壁光滑內(nèi)壁光滑的橫截面積的橫截面積為為S S的玻璃管內(nèi)裝有質(zhì)的玻璃管內(nèi)裝有質(zhì)量為量為m m2 2的水銀，管外壁的水銀，管外壁與斜面的動(dòng)摩擦因素為與斜面的動(dòng)摩擦因素為斜面傾角斜面傾角=30=30，當(dāng)，當(dāng)玻璃管與水銀共同沿斜玻璃管與水銀共同沿斜面下滑時(shí)，求被封閉的面下滑時(shí)，求被封閉的氣體壓強(qiáng)為多少？（設(shè)氣體壓強(qiáng)為多少？（設(shè)大氣壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)為p p0 0）解：類型類型1 1、液體密封氣體、液體密封氣體2 2、容器密封氣體、容器密封氣體3 3、氣缸密封氣體、氣缸密封氣體氣體壓強(qiáng)計(jì)算小結(jié)氣體壓強(qiáng)計(jì)算小結(jié): :思路思路方法方法步驟步驟1 1、定對(duì)象、定對(duì)

7、象2 2、分析力、分析力3 3、用規(guī)律、用規(guī)律整體整體部分部分缸體缸體活塞活塞密封氣體密封氣體靜態(tài)靜態(tài)F F外外=0=0動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)F F外外=ma=mam1mF研究氣體等溫變化的規(guī)律研究氣體等溫變化的規(guī)律明確明確研究研究對(duì)象：對(duì)象：被封閉的氣體被封閉的氣體注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：防漏氣、保溫防漏氣、保溫對(duì)甲圖，管內(nèi)空氣壓強(qiáng)對(duì)甲圖，管內(nèi)空氣壓強(qiáng)101ppgh體積體積11Vl s對(duì)乙圖，管內(nèi)空氣壓強(qiáng)對(duì)乙圖，管內(nèi)空氣壓強(qiáng)202ppgh體積體積22Vl s實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論-玻意耳定律玻意耳定律3、圖像表述：、圖像表述：1、文字表述：、文字表述：一定質(zhì)量某種氣體，在溫度（開(kāi)氏一定質(zhì)量某種氣體，在溫度（開(kāi)氏溫度

8、）不變的情況下，壓強(qiáng)溫度）不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積與體積V成反比。成反比。 4、適用范圍：適用范圍：溫度不太低，壓強(qiáng)不太大溫度不太低，壓強(qiáng)不太大BCBp1/V0Vp0AAC1.壓強(qiáng)相同，體積越大溫度越高，斜率越大。2.體積相同，壓強(qiáng)越大溫度越高，斜率越大。p1/V0Vp0BCAP1CV1BAV1ACBBAP1C1.壓強(qiáng)相同，體積越大溫度越高，曲線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)。2.體積相同，壓強(qiáng)越大溫度越高，曲線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)。某個(gè)容器的容積是某個(gè)容器的容積是10L，所裝氣體的壓強(qiáng)是，所裝氣體的壓強(qiáng)是2106Pa如果溫度保持不變，把容器的開(kāi)關(guān)打如果溫度保持不變，把容器的開(kāi)關(guān)打開(kāi)以后，容器里剩下的氣體是原來(lái)的百分之幾

9、？開(kāi)以后，容器里剩下的氣體是原來(lái)的百分之幾？(設(shè)大氣壓是設(shè)大氣壓是1105Pa).例題例題設(shè)容器原裝氣體為研究對(duì)象。設(shè)容器原裝氣體為研究對(duì)象。初態(tài)初態(tài)612 10pPa110VL末態(tài)521.0 10pPa2?VL根據(jù)波意耳定律根據(jù)波意耳定律1 122pVp V解得解得51 125220 10102001.0 10pVVLLp10100%5%200LL剩下的氣體為原來(lái)的剩下的氣體為原來(lái)的 分析：分析：可認(rèn)為氣體膨脹過(guò)程等溫變化，可認(rèn)為氣體膨脹過(guò)程等溫變化， 活塞質(zhì)量活塞質(zhì)量m，角度，角度已知，大氣壓強(qiáng)為已知，大氣壓強(qiáng)為P0，求封閉氣體的壓強(qiáng)求封閉氣體的壓強(qiáng).課堂作業(yè)課堂作業(yè)u如圖所示，活塞質(zhì)量為如圖所示，活塞質(zhì)量為m m，缸套質(zhì)量，缸套質(zhì)量為為M M，通過(guò)彈簧吊在天花板上，氣缸，通過(guò)彈簧吊在天花板上，氣缸內(nèi)封住了一定質(zhì)量的空氣，而活塞內(nèi)封住了一定質(zhì)量的空氣，而活塞與缸套間無(wú)摩擦與缸套間無(wú)摩擦, ,活塞面積為活塞面積為S S，則，則下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( )( )(P(P0 0為大氣壓為大氣壓強(qiáng)強(qiáng)) )A A、內(nèi)外空氣對(duì)缸套的總作用力方向向、內(nèi)外空氣對(duì)缸套的總作用力方向向上，大小為上，大小為MgMgB B、內(nèi)外空氣對(duì)缸套的