《氣體的等溫變化》完整版課件

氣體的等溫變化1.知道什么是等溫變化.2.掌握玻意耳定律的內(nèi)容，并能應(yīng)用公式解決實(shí)際問題.3.理解等溫變化的p－V圖象和p－圖象.學(xué)習(xí)目標(biāo)定位一、封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算在圖1中，C、D兩處液面水平且等高，液體密度為ρ，其他條件已標(biāo)于圖上，試求封閉氣體A的壓強(qiáng).圖1答案

同一水平液面C、D處壓強(qiáng)相同，氣體A的壓強(qiáng)與液面C處壓強(qiáng)相同，可得pA＝p0＋ρgh.問題設(shè)計(jì)封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法主要有：1.取等壓面法根據(jù)同種液體在同一水平液面處

相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面，由兩側(cè)壓強(qiáng)相等列方程求氣體壓強(qiáng).2.力平衡法選與封閉氣體接觸的液柱(或活塞、汽缸)為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，由F合＝

列式求氣體壓強(qiáng).壓強(qiáng)0要點(diǎn)提煉一、封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算二、玻意耳定律1.成立條件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是實(shí)驗(yàn)定律.只有在氣體質(zhì)量一定、

不變的條件下才成立.2.常量的意義：

p1V1＝p2V2＝常量C該常量C與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關(guān)，對(duì)一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，該常量C越

(填“大”或“小”).溫度大要點(diǎn)提煉3.利用玻意耳定律解題的基本思路(1)明確研究對(duì)象，根據(jù)題意確定所研究的是哪部分封閉氣體，注意其質(zhì)量和

應(yīng)不變.(2)明確狀態(tài)質(zhì)量，找準(zhǔn)所研究氣體初、末狀態(tài)的p、V值.(3)根據(jù)玻意耳定律列方程求解.溫度注意：用p1V1＝p2V2解題時(shí)只要同一物理量使用同一單位即可，不必(填“一定”或“不必”)轉(zhuǎn)化成國際單位制中的單位.二、玻意耳定律1.p－V圖象：一定質(zhì)量的氣體，其p－V圖象(等溫線)是雙曲線，雙曲線上的每一個(gè)點(diǎn)均表示氣體在該溫度下的一個(gè)狀態(tài)，雙曲線上的一段表示等溫變化的一個(gè)過程.而且同一條等溫線上每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的p、V坐標(biāo)的乘積是

的.

一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的等溫線是不同的雙曲線，且pV乘積越大，溫度就

，圖2中T2

T1.相等三、p－V圖象越高＞圖2要點(diǎn)提煉2.p－

圖象：一定質(zhì)量氣體的等溫變化過程，也可以用p－

圖象來表示，如圖3所示.等溫線是過原點(diǎn)的傾斜直線，由于氣體的體積不能無窮大，所以原點(diǎn)附近等溫線應(yīng)用

表示，該直線的斜率k＝

，故斜率越大，溫度

，圖中T2

T1.虛線三、p－V圖象pV越高＞圖3【例1】如圖4所示，活塞的質(zhì)量為m，汽缸缸套的質(zhì)量為M.通過彈簧吊在天花板上，汽缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的氣體.缸套和活塞間無摩擦，活塞面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0.則封閉氣體的壓強(qiáng)為()A.p＝p0＋mg/SB.p＝p0＋(M＋m)g/SC.p＝p0－Mg/SD.p＝mg/S一、封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算典例精析圖4答案

C一、封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算典例精析二、玻意耳定律的應(yīng)用典例精析【例2】如圖5所示，一粗細(xì)均勻、導(dǎo)熱良好、裝有適量水銀的U形管豎直放置，右端與大氣相通，左端封閉長(zhǎng)l1＝20cm氣柱，兩管中水銀面等高.現(xiàn)將右端與一低壓艙(未畫出)接通，穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h＝10cm.環(huán)境溫度不變，大氣壓強(qiáng)p0＝75cmHg，求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)(用“cmHg”作單位).圖5二、玻意耳定律的應(yīng)用典例精析解析設(shè)U形管橫截面積為S，則初始狀態(tài)左端封閉氣柱體積可記為V1＝l1S，由兩管中水銀面等高，可知初始狀態(tài)其壓強(qiáng)為p0.當(dāng)右管水銀面高出左管10cm時(shí)，左管水銀面下降5cm，氣柱長(zhǎng)度增加5cm，此時(shí)氣柱體積可記為V2＝(l1＋5cm)S，右管低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)記為p，則左管氣柱壓強(qiáng)p2＝p＋10cmHg，根據(jù)玻意耳定律得：p0V1＝p2V2即p0l1S＝(p＋10cmHg)(l1＋5cm)S代入數(shù)據(jù)，解得：p＝50cmHg.答案50cmHg三、p－V圖象典例精析【例3】如圖6所示，是一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的p－V圖象，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體分子平均速率的變化情況是()A.一直保持不變B.一直增大C.先減小后增大D.先增大后減小圖6典例精析解析由題圖可知，pAVA＝pBVB，所以A、B兩狀態(tài)的溫度相等，在同一等溫線上.由于離原點(diǎn)越遠(yuǎn)的等溫線溫度越高，如圖所示，所以從狀態(tài)A到狀態(tài)B，氣體溫度應(yīng)先升高后降低，分子平均速率先增大后減小.答案D三、p－V圖象自我檢測(cè)區(qū)123課堂要點(diǎn)小結(jié)1.(封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算)如圖7所示，一圓筒形汽缸靜置于地面上，汽缸的質(zhì)量為M，活塞(連同手柄)的質(zhì)量為m，汽缸內(nèi)部的橫截面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0.現(xiàn)用手握住活塞手柄緩慢向上提，不計(jì)汽缸內(nèi)氣體的質(zhì)量及活塞與汽缸壁間的摩擦，若汽缸剛提離地面時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p，手對(duì)活塞手柄豎直向上的作用力為F，則(

)圖7123答案C1232.(玻意耳定律)如圖8所示，兩端開口的均勻玻璃管豎直插入水銀槽中，管中有一段用水銀柱h1封閉的一定質(zhì)量的氣體，這時(shí)管下端開口處內(nèi)、外水銀面高度差為h2，若保持環(huán)境溫度不變，當(dāng)外界壓強(qiáng)增大時(shí)，下列分析正確的是(

)A.h2變長(zhǎng) B.h2變短C.h1上升 D.h1下降圖8123解析被封閉氣體的壓強(qiáng)p＝p0＋ph1＝p0＋ph2，故h1＝h2.隨著大氣壓強(qiáng)的增大，被封閉氣體壓強(qiáng)也增大，由玻意耳定律知?dú)怏w的體積減小，氣柱長(zhǎng)度變短，但h1、h2長(zhǎng)度不變，故h1下降，D項(xiàng)正確．答案D1233.(p－V圖象的考查)如圖9所示，D→A→B→C表示一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過程，則下列說法正確的是(

)A.D→A是一個(gè)等溫過程B.A→B是一個(gè)等溫過程C.A與B的狀態(tài)參量相同D.B→C體積減小，壓強(qiáng)減小，溫度不變圖9123解析

D→A是一個(gè)等溫過程，A對(duì)；A、B兩狀態(tài)溫度不同，A→B的過程中

不變，則體積V不變，此過程中氣體的壓強(qiáng)、溫度會(huì)發(fā)生變化，B、C錯(cuò)；B→C是一個(gè)等溫過程，V增大，p減小，D錯(cuò)．答案A123氣體的等溫變化封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算取等壓面法力平衡法玻意耳定律內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的,情況