高中物理選修氣體等溫變化PPT課件

1、一、在熱學(xué)中1.系統(tǒng)指？外界指？2.狀態(tài)參量有哪些？3、什么叫平衡態(tài)？特征？4、什么叫達(dá)到了熱平衡？特征？思考：平衡態(tài)與熱平衡是一回事嗎？平衡態(tài)與熱平衡是一回事嗎？5、熱平衡定律？溫度指？第1頁(yè)/共28頁(yè)？圧燃實(shí)驗(yàn)控制變量法控制變量法第2頁(yè)/共28頁(yè) 一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟體積成反比一玻意耳定律 1、內(nèi)容：2、表達(dá)式：3、圖像：CPV 2211VPVPP1/VPVVP1VCP 4、適用范圍：溫度不太低，壓強(qiáng)不太大等溫線等溫線第3頁(yè)/共28頁(yè)二二. .等溫變化圖象等溫變化圖象1、特點(diǎn):(1)(1)等溫線是雙曲線的一支。等溫線是雙曲線的一支。(2)(2)溫度越高溫度越高,

2、,其等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)其等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn). . 同一氣體，不同溫度下等溫線是不同的，你能判斷同一氣體，不同溫度下等溫線是不同的，你能判斷那條等溫線是表示溫度較高的情形嗎？你是根據(jù)什么那條等溫線是表示溫度較高的情形嗎？你是根據(jù)什么理由作出判斷的？理由作出判斷的？Vp1230結(jié)論結(jié)論:t3t2t1第4頁(yè)/共28頁(yè)2 2、圖象意義、圖象意義(1)(1)物理意義物理意義: :反映壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系反映壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系(2)(2)點(diǎn)意義點(diǎn)意義: :每一組數(shù)據(jù)每一組數(shù)據(jù)-反映某一狀態(tài)反映某一狀態(tài) (3) (3)結(jié)論結(jié)論: :體積縮小到原來(lái)的幾分之一體積縮小到原來(lái)的幾分之一, ,壓強(qiáng)壓強(qiáng)增大到原來(lái)的幾倍

3、增大到原來(lái)的幾倍. .體積增大到原來(lái)的幾倍體積增大到原來(lái)的幾倍, ,它的壓強(qiáng)就減小為原來(lái)的幾分之一它的壓強(qiáng)就減小為原來(lái)的幾分之一. .第5頁(yè)/共28頁(yè)不能用手觸摸玻璃管不能用手觸摸玻璃管P1/VPV實(shí)驗(yàn)第6頁(yè)/共28頁(yè)用氣體定律解題的步驟用氣體定律解題的步驟1 1確定研究對(duì)象被封閉的氣體確定研究對(duì)象被封閉的氣體( (滿足質(zhì)量滿足質(zhì)量不不變的條件變的條件) )；2 2寫(xiě)出過(guò)程中氣體的初末狀態(tài)參量寫(xiě)出過(guò)程中氣體的初末狀態(tài)參量(p(p1 1，V V1 1，T T1 1，p p2 2，V V2 2，T T2 2) )；3 3根據(jù)氣體狀態(tài)變化過(guò)程的特點(diǎn)，列出相應(yīng)的根據(jù)氣體狀態(tài)變化過(guò)程的特點(diǎn)，列出相應(yīng)的氣

4、體公式氣體公式( (本節(jié)課中就是玻意耳定律公式本節(jié)課中就是玻意耳定律公式) )；4 4將各初始條件代入氣體公式中，求解未知量；將各初始條件代入氣體公式中，求解未知量；5 5對(duì)結(jié)果的物理意義進(jìn)行討論對(duì)結(jié)果的物理意義進(jìn)行討論注：量的單位第7頁(yè)/共28頁(yè)例題例題一定質(zhì)量氣體的體積是一定質(zhì)量氣體的體積是20L20L時(shí)，壓時(shí)，壓強(qiáng)為強(qiáng)為1 110105 5PaPa。當(dāng)氣體的體積減。當(dāng)氣體的體積減小到小到16L16L時(shí)，壓強(qiáng)為多大？設(shè)氣體時(shí)，壓強(qiáng)為多大？設(shè)氣體的溫度保持不變。的溫度保持不變。 答案：答案： 1.2510 5Pa第8頁(yè)/共28頁(yè) 課本20頁(yè)第一題1. 1. 某個(gè)容器的容積是某個(gè)容器的容積是1

5、0L10L，所裝氣體的壓強(qiáng)是，所裝氣體的壓強(qiáng)是202010105 5PaPa。如果溫度保持不變，把容器的開(kāi)。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)的百分關(guān)打開(kāi)以后，容器里剩下的氣體是原來(lái)的百分之幾？設(shè)大氣壓是之幾？設(shè)大氣壓是1.01.010105 5PaPa。第9頁(yè)/共28頁(yè)解解 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) p p1 1=20=2010105 5Pa VPa V1 1=10L T=10L T1 1=T=T末態(tài)末態(tài) 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得得即剩下的氣體為原來(lái)的即剩下的氣體為原來(lái)的5 5。就容器而言，里面氣體質(zhì)量變了，似乎是變質(zhì)量問(wèn)題了，但就容器而言，里面氣體質(zhì)量變了，似乎是變質(zhì)量問(wèn)題了，但若視容器中氣體出而不走，就又是質(zhì)量不變了。若視容器中氣體出而不走，就又是質(zhì)量不變了。第10頁(yè)/共28頁(yè)1.波意耳定律的內(nèi)容2.表達(dá)式3.作出兩條等溫線，比較溫度高低.第11頁(yè)/共28頁(yè)三三. .封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算容器靜止或勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算-力平衡法1.通常選與氣體相關(guān)聯(lián)的通常選與氣體相關(guān)聯(lián)的汽缸汽缸或或活塞活塞為研究為研究對(duì)象，并對(duì)其進(jìn)行受力分析，求出封閉氣體對(duì)象

7、，并對(duì)其進(jìn)行受力分析，求出封閉氣體的壓強(qiáng)的壓強(qiáng)同步練習(xí)17頁(yè)6第12頁(yè)/共28頁(yè)2.2.容器靜止或勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算-同一液面，兩側(cè)壓強(qiáng)相等（B B液面）-同種液體在同一水平液面處（C,DC,D）壓強(qiáng)相等, ,在連通器內(nèi)靈活選取等壓面靈活選取等壓面. .由兩側(cè)壓強(qiáng)相等列方程，求解壓強(qiáng). .例如，圖中同一液面C,DC,D處壓強(qiáng)相等，則p pA A=p=p0 0+p+ph h. .三三. .封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算突出液柱的下表面非連續(xù)液柱不能選等壓面第13頁(yè)/共28頁(yè)例2.一端封閉的玻璃管倒插入水銀槽中，管豎直放置，管內(nèi)水銀面比管外高h(yuǎn)，上端空氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)，已知大氣壓強(qiáng)為H

8、cmHg，下列說(shuō)法正確的是() A此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)是 (Lh) cmHg B此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)是 (Hh) cmHg C此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)是 (Hh) cmHg D此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)是 (HL) cmHgB 下凹第14頁(yè)/共28頁(yè)變式訓(xùn)練2 求圖中被封閉氣體A的壓強(qiáng)圖中的玻璃管內(nèi)都灌有水銀且水銀柱都處在平衡狀態(tài)，大氣壓強(qiáng)p076 cmHg.(p01.01105 Pa，g10 m/s2)第15頁(yè)/共28頁(yè)3.3.容器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算當(dāng)容器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常選與氣體相關(guān)聯(lián)的液柱液柱、汽缸汽缸或活塞活塞為研究對(duì)象，并對(duì)其進(jìn)行受力分析，然后由牛頓第二牛頓第二定律定律列方程，求出封閉氣體的壓

9、強(qiáng). .如圖, ,當(dāng)豎直放置的玻璃管向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)液柱受力分析有：pS-ppS-p0 0S-mg=maS-mg=ma得0m gapp.S同步練習(xí)15頁(yè)變式訓(xùn)練1第16頁(yè)/共28頁(yè)【例3 3】有一段12 cm12 cm長(zhǎng)的水銀柱, ,在均勻玻璃管中封住一定質(zhì)量的氣體, ,若開(kāi)口向上將玻璃管放置在傾角為3030的光滑斜面上, ,在下滑過(guò)程中被封閉氣體的壓強(qiáng)為 ( (大氣壓強(qiáng)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、頁(yè)/共28頁(yè)【規(guī)律方法規(guī)律方法】 封閉氣體壓強(qiáng)的求解技巧封閉氣體壓強(qiáng)的求解技巧(1)(1)氣體自身重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)很小，一般忽氣體自身重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)很小，一般忽略不計(jì)略不計(jì). .(2)(2)壓強(qiáng)是聯(lián)系氣體和受力分析的橋梁壓強(qiáng)是聯(lián)系氣體和受力分析的橋梁. .(3)(3)液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)也可以用液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)也可以用cmHg(cmHg(或用液或用液柱高度柱高度p ph h) )表示，等式兩邊單位統(tǒng)一即可，表示，等式兩邊單位統(tǒng)一即可，沒(méi)有必要換算成國(guó)際單位沒(méi)有必要換算成國(guó)際單位. .第18頁(yè)/共28頁(yè)【變式訓(xùn)練3 3】如圖所示, ,一橫截面積為S S的圓柱形容器豎直放置, ,圓板A A的上表面是水平的,

11、 ,下表面是傾斜的, ,且下表面與水平面的夾角為,圓板的質(zhì)量為M,M,不計(jì)一切摩擦, ,大氣壓為p p0 0, ,則被圓板封閉在容器中的氣體的壓強(qiáng)為( )( ) 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頁(yè)/共28頁(yè)【解析解析】選選D.D.以圓板為研究對(duì)象以圓板為研究對(duì)象, ,如圖所示如圖所示, ,豎直方向受力平豎直方向受力平衡衡. .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故此題應(yīng)選故此題應(yīng)選D D選項(xiàng)選項(xiàng). .第20頁(yè)/共28頁(yè)【典例3 3】如圖所示，是一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的p-Vp-V圖象，氣體由狀態(tài)A A變化到狀態(tài)B B的過(guò)程中，氣體分子平均速率的變化情況是( )( )A.A.一直保持不變B.B.一直增大C.C.先減小后增大D.D.先增大后減小D第21頁(yè)/共28頁(yè)【變式訓(xùn)練】如圖所示為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條 圖線. .由圖可知( )( )A.A.一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成

13、正比B.B.一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)，其 圖線的延長(zhǎng)線是經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的C.TC.T1 1T T2 2D.TD.T1 1T T2 21pV1pVBD第22頁(yè)/共28頁(yè)【典例】(2011(2011安慶高二檢測(cè)) )用來(lái)噴灑農(nóng)藥的壓縮噴霧器的結(jié)構(gòu)如圖所示，A A的容積為7.5 L7.5 L，裝入藥液后，藥液上方空氣為1.5 L.1.5 L.關(guān)閉閥門(mén)K K，用打氣筒B B每次打進(jìn)10105 5 Pa Pa的空氣250 cm250 cm3 3. .求： (1)(1)要使藥液上方氣體的壓強(qiáng)為4 410105 5 Pa, Pa,應(yīng)打幾次打氣筒？(2)(2)當(dāng)A A中有4 410105 5 Pa Pa的

14、空氣后，打開(kāi)閥門(mén)K K可噴灑藥液，直到不能?chē)姙r(shí)，噴霧器剩余多少體積的藥液？( (忽略噴管中藥液產(chǎn)生的壓強(qiáng)) ) 第23頁(yè)/共28頁(yè)【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】第24頁(yè)/共28頁(yè)【標(biāo)準(zhǔn)解答標(biāo)準(zhǔn)解答】(1)(1)設(shè)原來(lái)藥液上方空氣體積為設(shè)原來(lái)藥液上方空氣體積為V V，每次打入空，每次打入空氣的體積為氣的體積為V V0 0，打幾次后壓強(qiáng)由，打幾次后壓強(qiáng)由p p0 0變?yōu)樽優(yōu)閜 p1 1, ,以以A A中原有空氣和中原有空氣和n n次打入次打入A A中的全部氣體為研究對(duì)象，由玻意耳定律得：中的全部氣體為研究對(duì)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頁(yè)/共28頁(yè)(2)(2)打開(kāi)閥門(mén)打開(kāi)閥門(mén)K K，直到藥液不能?chē)姙ⅲ雎試姽苤兴幰寒a(chǎn)生的，直到藥液不能?chē)姙?，忽略噴管中藥液產(chǎn)生的壓強(qiáng)，則壓強(qiáng)，則A A容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)應(yīng)等于外界大氣壓強(qiáng)，以容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)應(yīng)等于外界大氣壓強(qiáng)，以A A中氣中氣體為研究對(duì)象，體為研究對(duì)象，p p1 1V=pV=p0 0V,V,因此因此A A容器中剩余藥液的體積為容器中剩余藥液的體積為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頁(yè)/共28頁(yè)2.(20102.(2010廣東高考) )如圖所示，某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，與洗衣缸相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣，通過(guò)壓力傳感器感知管