氣體等溫變化

關(guān)于氣體等溫變化第一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道什么是等溫變化，會(huì)用等溫變化的規(guī)律解釋有關(guān)的物理現(xiàn)象2.掌握玻意耳定律的條件、內(nèi)容、表達(dá)式，會(huì)用公式分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題；理解氣體等溫變化的P-V圖像。第二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日1、溫度2、體積3、壓強(qiáng)熱力學(xué)溫度T：開(kāi)爾文

T=t

＋273K體積V單位：有L、mL等壓強(qiáng)p單位：Pa（帕斯卡）氣體的狀態(tài)參量復(fù)習(xí)第三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題引入

一定質(zhì)量的氣體，它的溫度、體積和壓強(qiáng)三個(gè)量之間變化是相互對(duì)應(yīng)的。我們?nèi)绾未_定三個(gè)量之間的關(guān)系呢？第四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日方法研究引入

在物理學(xué)中，當(dāng)需要研究三個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，往往采用“保持一個(gè)量不變，研究其它兩個(gè)量之間的關(guān)系，然后綜合起來(lái)得出所要研究的幾個(gè)量之間的關(guān)系”，

☆控制變量的方法第五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題引入

我們?cè)谝郧暗膶W(xué)習(xí)中，也曾經(jīng)采用過(guò)“控制變量的方法”來(lái)研究三個(gè)變量之間的關(guān)系：1、牛頓第二定律（α、F、m）；2、…第六頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日授課氣體的等溫變化1、等溫變化：氣體在溫度不變的狀態(tài)下，發(fā)生的變化叫做等溫變化。2、實(shí)驗(yàn)研究第七頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)研究（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模涸跍囟缺３植蛔儠r(shí)，研究一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)和體積的關(guān)系第八頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日

用注射器密閉一定質(zhì)量的空氣，緩慢地推動(dòng)和拔出活塞，觀察活塞中空氣體積和壓強(qiáng)的變化？做一做：壓強(qiáng)增大體積減小時(shí)，體積增大時(shí)，壓強(qiáng)減小猜想溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積成反比第九頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)：探究氣體等溫變化的規(guī)律設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（測(cè)量哪些物理量）（猜想）體積、壓強(qiáng)圖像法乘積一定注意事項(xiàng)（溫度不變）氣體定律演示儀第十頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日演示實(shí)驗(yàn)(看課本）實(shí)驗(yàn)（1）研究的是哪一部分氣體?（2）怎樣保證T不變?（4）如何測(cè)V?（3）如何改變p?——根據(jù)高度差（1）研究的是哪一部分氣體?（2）怎樣保證T不變?第十一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日主要步驟：1、密封一定質(zhì)量的氣體。2、改變氣體的體積，記錄氣體長(zhǎng)度和該狀態(tài)下壓強(qiáng)的大小。3、數(shù)據(jù)處理。注意事項(xiàng)：1、盡量避免漏氣。2、不要用手握住玻璃管。3、移動(dòng)活塞要緩慢。第十二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日探究結(jié)論：

在誤差范圍內(nèi)，溫度不變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)p和體積V成反比。誤差分析：1、讀數(shù)誤差。2、漏氣。第十三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日1、文字表述：一定質(zhì)量某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比。

2、公式表述：pV=C（常數(shù)）

或p1V1=p2V24、適用范圍：溫度不太低，壓強(qiáng)不太大一、玻意耳定律3、條件:氣體質(zhì)量一定且溫度不變(玻意耳—馬略特定律)第十四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日小試牛刀一定質(zhì)量氣體的體積是20L時(shí)，壓強(qiáng)為1×105Pa。當(dāng)氣體的體積減小到16L時(shí)，壓強(qiáng)為多大？設(shè)氣體的溫度保持不變。解：以氣體為研究對(duì)象，由得第十五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日（1）明確研究對(duì)象（氣體）；（2）分析過(guò)程特點(diǎn)，判斷為等溫過(guò)程；（3）列出初、末狀態(tài)的p、V值；（4）根據(jù)p1V1=p2V2列式求解；利用玻意耳定律的解題思路第十六頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日如圖所示，汽缸內(nèi)封閉著一定溫度的氣體，氣體長(zhǎng)度為12cm。活塞質(zhì)量為20kg，橫截面積為100cm2。已知大氣壓強(qiáng)為1×105Pa。求：汽缸開(kāi)口向上時(shí)，氣體的長(zhǎng)度。大展身手第十七頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日解：以缸內(nèi)封閉氣體為研究對(duì)象，初態(tài)：末態(tài)：由玻意耳定律得由活塞受力平衡得：第十八頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日如圖所示，汽缸內(nèi)封閉著一定溫度的氣體，氣體長(zhǎng)度為12cm。活塞質(zhì)量為20kg，橫截面積為100cm2。已知大氣壓強(qiáng)為1×105Pa。求：汽缸開(kāi)口向下時(shí)，氣體的長(zhǎng)度。舉一反三第十九頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日二、P-V圖像（等溫線）

過(guò)原點(diǎn)的直線雙曲線的一支

物理意義：等溫線上的某點(diǎn)表示氣體的一個(gè)確定狀態(tài)。同一條等溫線上的各點(diǎn)溫度相同，即p與V乘積相同。p1/V0Vp·0A·B第二十頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日pV0t1t2

思考：同一氣體，不同溫度下的等溫線是不同的，請(qǐng)判斷出下圖中哪條等溫線的溫度高？理由是什么？不同溫度下的等溫線，離原點(diǎn)越遠(yuǎn)，溫度越高。第二十一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日

例題：一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B的過(guò)程如圖所示，A、B位于同一雙曲線上，則此變化過(guò)程中，溫度（）

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第二十二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日小結(jié)：1、玻意耳定律2、p-V圖像（等溫線）第二十三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日某個(gè)容器的容積是10L，所裝氣體的壓強(qiáng)是20×105Pa。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？設(shè)大氣壓是1.0×105Pa。就容器而言，里面氣體的跑了，似乎是變質(zhì)量問(wèn)題，但是若我們視容器內(nèi)氣體“出而不走”，那么質(zhì)量就不變了。練習(xí)1第二十四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日練習(xí)2一個(gè)足球的容積是2.5L,用打氣筒給這個(gè)足球打氣,每打一次都把體積為125mL、壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相同的空氣打進(jìn)去,如果足球在打氣前就已是球形，內(nèi)部空氣壓強(qiáng)與大氣壓相同,那么打了20次以后,足球內(nèi)部空氣的壓強(qiáng)是大氣壓的多少倍?（設(shè)足球內(nèi)部的溫度保持不變）第二十五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日如圖所示，長(zhǎng)為1m，開(kāi)口豎直向上的玻璃管內(nèi)，封閉著長(zhǎng)為15cm的水銀柱，封閉氣體的長(zhǎng)度為20cm，已知大氣壓強(qiáng)為75cmHg，求：（1）玻璃管水平放置時(shí)，管內(nèi)氣體的長(zhǎng)度。（2）玻璃管開(kāi)口豎直向下時(shí)，管內(nèi)氣體的長(zhǎng)度。

（假設(shè)水銀沒(méi)有流出）15cm20cm練習(xí)3第二十六頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日解：(1)以管內(nèi)氣體為研究對(duì)象，管口豎直向上為初態(tài):

設(shè)管橫截面積為S，則

P1=75＋15＝90cmHgV1=20S

水平放置為末態(tài)，P2=75cmHg

由玻意耳定律P1V1=P2V2得：

V2=P1V1／P2=（90×20S）／75=24S

所以，管內(nèi)氣體長(zhǎng)24cm(2)以管口豎直向上為初態(tài)，管口豎直向下為末態(tài)

P2=75－15＝60cmHg

由玻意耳定律得：V2=P1V1／P2＝30S

所以，管內(nèi)氣體長(zhǎng)30cm

因?yàn)?0cm＋15cm＜100cm，所以水銀不會(huì)流出第二十七頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28