氣體的等溫壓縮

氣體的等溫壓縮第一頁，共十六頁，2022年，8月28日1、如圖1所示，試求甲、乙、丙中各封閉氣體的壓強(qiáng)P1、P2、P3、P4。（已知大氣壓為p0，液體的密度為ρ，其他已知條件標(biāo)于圖上，且均處于靜止?fàn)顟B(tài)）第二頁，共十六頁，2022年，8月28日夏天自行車輪胎不能打足氣，而冬天則要打足氣，為什么？其實(shí)，生活中許多現(xiàn)象都表明，氣體的壓強(qiáng)，體積，溫度三個(gè)狀態(tài)量之間一定存在某種關(guān)系？究竟是什么關(guān)系呢？我們?cè)趺磥硌芯?

研究的方法-----控制變量法第三頁，共十六頁，2022年，8月28日氣體在溫度不變的情況下，發(fā)生的狀態(tài)變化叫做等溫變化一、等溫變化：第四頁，共十六頁，2022年，8月28日二、實(shí)驗(yàn)探究

猜想：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變時(shí)，其壓強(qiáng)與體積之間有何關(guān)系？實(shí)驗(yàn)探究：2、如何控制氣體的質(zhì)量m

保持不變？3、如何控制氣體溫度T保持不變?4、如何改變壓強(qiáng)P、體積V？

1、研究對(duì)象是什么？討論：第五頁，共十六頁，2022年，8月28日三、玻意耳定律2、表達(dá)式：pV=常數(shù)或p1V1=p2V21、內(nèi)容：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，即p∝1/V。3、適用范圍：溫度不太低，壓強(qiáng)不太大第六頁，共十六頁，2022年，8月28日等溫線1.一定質(zhì)量的某種氣體在等溫變化過程中壓強(qiáng)p跟體積V的反比關(guān)系，在p-V直角坐標(biāo)系中表示出來的圖線叫等溫線。2.一定質(zhì)量的氣體等溫線的p-V圖是雙曲線的一支。3.等溫線的物理意義：圖線上的一點(diǎn)表示氣體的一個(gè)確定的狀態(tài)。同一條等溫線上各狀態(tài)的溫度相同，p與V的乘積相同。不同溫度下的等溫線，離原點(diǎn)越遠(yuǎn)，溫度越高。

第七頁，共十六頁，2022年，8月28日4、圖像：p1/V·0Vp·0AA第八頁，共十六頁，2022年，8月28日在300多年前英國(guó)科學(xué)家玻意耳首先通過實(shí)驗(yàn)得到了和大家相同的結(jié)論，我們把這條定律叫做玻意耳定律。大家知道么，玻意耳得出這條定律后，為了驗(yàn)證這條定律又做了四十多次實(shí)驗(yàn)。如果不是他這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，這條定律恐怕就得改名叫馬略特定律了，因?yàn)樵谑哪旰蠓▏?guó)的科學(xué)家馬略特也通過實(shí)驗(yàn)獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)了這條定律。第九頁，共十六頁，2022年，8月28日四、課堂總結(jié)：

1、內(nèi)容：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，即p∝1/V。二、實(shí)驗(yàn)探究氣體等溫變化的規(guī)律一、等溫變化三、玻意耳定律2、表達(dá)式：pV=常數(shù)或p1V1=p2V23、圖像：p1/V0Vp04、適用范圍：壓強(qiáng)不太大，溫度不太低第十頁，共十六頁，2022年，8月28日

1.長(zhǎng)為1m，開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，如圖所示，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）玻璃管開口豎直向下時(shí)，管內(nèi)氣體的長(zhǎng)度。水銀是否流出？15cm20cm五、例題：第十一頁，共十六頁，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)流出第十二頁，共十六頁，2022年，8月28日練習(xí)：一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B的過程如圖所示,A、B位于同一雙曲線上,則此變化過程中,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PVAB0B

第十三頁，共十六頁，2022年，8月28日思考：如圖所示，開口向下插入水銀槽的玻璃管內(nèi)封閉著長(zhǎng)為H的空氣柱，管內(nèi)外水銀高度差為h，若緩慢向上提起玻璃管（管口末端離開水銀面），H和h的變化情況是（溫度不變）（）A.H和h都增大B.H和h都增大C.H減小，h增大D.H增大，h減小

HhA第十四頁，共十六頁，2022年，8月28日思考：下列各條等溫線的溫度關(guān)系。Vp1230第十五頁，共十六頁，2022年，8月28日

2、在溫度不變的情況下，把一根長(zhǎng)為100cm，上端封閉的玻璃管豎直插入水銀槽中，插入后管口到槽內(nèi)水銀面的距離是管長(zhǎng)的一半，若大氣壓為75cmHg，求水銀進(jìn)入管內(nèi)的長(zhǎng)度。解：設(shè)水銀進(jìn)入管內(nèi)的長(zhǎng)度為h，由玻意耳定律p1V1=p2V2得