物理選修《氣體的等溫變化》-課件

8.1氣體的等溫變化第八章《氣體》第1課時(shí)1ppt課件一問(wèn)題的引入生活實(shí)例：夏天打足氣的自行車(chē)在烈日下曝曬，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？原因是什么?T升高，P增大，V變大2、控制變量法1、描述氣體的三個(gè)狀態(tài)參量壓強(qiáng)（p，力學(xué)性質(zhì)）、體積（V，幾何性質(zhì)）、溫度（T，熱學(xué)性質(zhì)）2ppt課件

一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變時(shí)發(fā)生的狀態(tài)變化過(guò)程，叫做氣體的等溫變化。二、等溫變化（m不變；T不變）溫度不變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)和體積之間有什么關(guān)系？猜想：3ppt課件三、實(shí)驗(yàn)探究

實(shí)驗(yàn)探究1、研究對(duì)象是什么？2、如何控制氣體的質(zhì)量m、溫度T保持不變3、如何改變壓強(qiáng)P、體積V4、如何測(cè)量壓強(qiáng)P、體積V？采用儀器

移動(dòng)注射器，氣體壓強(qiáng)傳感器4ppt課件5ppt課件三、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）如何測(cè)體積、壓強(qiáng)圖像法乘積一定注意事項(xiàng)（質(zhì)量一定，溫度不變）氣體定律演示儀6ppt課件數(shù)據(jù)采集P增大，V減小，P,V間到底什么關(guān)系？猜想！思考與討論數(shù)據(jù)處理算一下P,V乘積。1作P，V圖像，觀察結(jié)果2作P，1/V圖像，觀察結(jié)果3氣體的等溫變化V/mlP/Kpa1/V110101.1028124.8036159.4041284.9051472.807ppt課件四、試驗(yàn)結(jié)論---玻意耳定律文字表述1一定質(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。公式表示2pV=常數(shù)或p1V1=p2V2圖像表述3p1/V·0Vp·0AA使用范圍4溫度不太低，壓強(qiáng)不太大使用條件5質(zhì)量一定，溫度不變8ppt課件五、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·B9ppt課件同一氣體，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)什么理由作出判斷的？思考與討論Vp1230結(jié)論:t3>t2>t1不同溫度下的等溫線，離原點(diǎn)越遠(yuǎn)，溫度越高。10ppt課件小試牛刀一定質(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11ppt課件（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12ppt課件一、玻意耳定律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。2、公式：pV=C(常數(shù))或p1V1=p2V23.條件:一定質(zhì)量氣體且溫度不變4、適用范圍：溫度不太低，壓強(qiáng)不太大復(fù)習(xí)回顧13ppt課件二.等溫變化圖象1、特點(diǎn):(1)等溫線是雙曲線的一支。(2)溫度越高,其等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn).2、圖象意義:(1)物理意義:反映壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系(2)圖像上每點(diǎn)的意義:每一組數(shù)據(jù)---反映某一狀態(tài)14ppt課件例.

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。解

選容器原裝氣體為研究對(duì)象。初態(tài)

p1=20×105PaV1=10LT1=T末態(tài)

p2=1.0×105PaV2=？LT2=T由玻意耳定律

p1V1=p2V2得即剩下的氣體為原來(lái)的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，但若視容器中氣體出而不走，就又是質(zhì)量不變了。15ppt課件變式拓展：（課本習(xí)題1）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)相同的氣體打進(jìn)球內(nèi)。如果在打氣前足球就已經(jīng)是球形并且里面的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相同。打了20次后，足球內(nèi)部空氣的壓強(qiáng)是大氣壓的多少倍？你在得出結(jié)論時(shí)考慮到了什么前提？實(shí)際打氣時(shí)的情況能夠滿足你的前提嗎？解：研究對(duì)象:打完20次氣后足球內(nèi)的氣體，假設(shè)氣體的溫度和球的體積均不發(fā)生變化，設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0，則初態(tài)：壓強(qiáng)p1=p0，V1=2.5+0.125×20=5L末態(tài)：壓強(qiáng)p2=？體積為打氣后V2=2.5L，據(jù)玻意耳定律有：p1V1=p2V2

得：p0×5=p2×2.5解得：p2=2p016ppt課件專(zhuān)題：密閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算第2課時(shí)17ppt課件氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因：大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，頻繁與器壁碰撞，宏觀上對(duì)器壁產(chǎn)生了持續(xù)的壓力。單位面積所受壓力，叫壓強(qiáng)。一個(gè)空氣分子，每秒鐘與其它分子碰撞達(dá)65億次之多。容器中各處的壓強(qiáng)相等18ppt課件1.理論依據(jù)液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式p=gh。液面與外界大氣相接觸。則液面下h處的壓強(qiáng)為p=p0+gh連通器原理：在連通器中，同一種液體（中間液體不間斷）的同一水平面上的壓強(qiáng)是相等的。一、平衡態(tài)下液體封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算19ppt課件（1）連通器原理：根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強(qiáng)相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面．由兩側(cè)壓強(qiáng)相等列方程求解壓強(qiáng)．例如圖中，同一液面C、D處壓強(qiáng)相等

pA＝p0＋ph.（2）參考液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對(duì)象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程消去面積，得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等，進(jìn)而求得氣體壓強(qiáng)．例如，圖中粗細(xì)均勻的U形管中封閉了一定質(zhì)量的氣體A，在其最低處取一液片B，由其兩側(cè)受力平衡可知

(pA＋ph0)S＝(p0＋ph＋ph0)S.即pA＝p0＋ph.2.計(jì)算方法（3）受力平衡法：選與封閉氣體接觸的液柱為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，由F合＝0列式求氣體壓強(qiáng)．20ppt課件①hh②h③下列各圖裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)大氣壓強(qiáng)為P0，用水銀（或活塞）封閉一定量的氣體在玻璃管（或氣缸）中，求封閉氣體的壓強(qiáng)P練習(xí)：P=ρghP=?cmHg（柱）P—帕h—米P=P0P=P0+ρghP=P0-ρgh21ppt課件h④h⑤h⑥連通器原理：同種液體在同一高度壓強(qiáng)相等P=P0+ρghP=P0-ρghP=P0-ρgh22ppt課件例：計(jì)算圖2中各種情況下，被封閉氣體的壓強(qiáng)。（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg，圖中液體為水銀）76cmHg51cmHg63.5cmHg51cmHg101cmHg23ppt課件

求用固體（如活塞等）封閉在靜止容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)，應(yīng)對(duì)固體（如活塞等）進(jìn)行受力分析。然后根據(jù)平衡條件求解。二、平衡態(tài)下活塞、氣缸密閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算24ppt課件Sm⑧mS⑦練習(xí)：氣體對(duì)面的壓力與面垂直:F=PSGP0SPSPS=

P0S+mgGPSP0S′N(xiāo)S′PS=mg+P0S＇cosθPS=mg+P0S25ppt課件MmS⑨MmS⑩以活塞為研究對(duì)象以氣缸為研究對(duì)象mg+PS=

P0SMg+PS=

P0S26ppt課件課本習(xí)題2：水銀氣壓計(jì)中混入一個(gè)氣泡，上升到水銀柱的上方，使水銀柱上方不再是真空。當(dāng)實(shí)際大氣壓相當(dāng)于768mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)時(shí)，這個(gè)水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)只有750mm，此時(shí)管中的水銀面到管頂?shù)木嚯x為80mm。當(dāng)這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為740mm水銀柱時(shí)，實(shí)際的大氣壓相當(dāng)于多高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)？設(shè)溫度保持不變。解：情景示意圖如圖（1）再分析可知?dú)鈮河?jì)變成740mm水銀柱是由大氣壓發(fā)生變化而引起的。如圖（2）要求出此時(shí)大氣壓的值，須研究水銀柱上方的氣體的壓強(qiáng)。以水銀柱上方的氣體為研究對(duì)象，根據(jù)P1V1=P2V2可得：（768-750）×80s=（h-740）×90s，解得：h=756mm27ppt課件

例1、如圖所示，活塞質(zhì)量為m，缸套質(zhì)量為M，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，而活塞與缸套間無(wú)摩擦,活塞面積為S，大氣壓強(qiáng)為P0，則下列說(shuō)法正確的是()A、內(nèi)外空氣對(duì)缸套的總作用力方向向上，大小為MgB、內(nèi)外空氣對(duì)缸套的總作用力方向向下，大小為mgC、氣缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)為P0-Mg/SD、氣缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)為P0+mg/SAC28ppt課件[例2]如圖所示,一根一端封閉的玻璃管開(kāi)口向下插入水銀槽中,內(nèi)封一定質(zhì)量的氣體,管內(nèi)水銀面低于管外,在溫度不變時(shí),將玻璃管稍向下插入一些,下列說(shuō)法正確的是()A.玻璃管內(nèi)氣體體積減小;B.玻璃管內(nèi)氣體體積增大C.管內(nèi)外水銀面高度差減小; D.管內(nèi)外水銀面高度差增大.AD29ppt課件[練習(xí)]如圖所示，注有水銀的U型管，A管上端封閉，A、B兩管用橡皮管相通．開(kāi)始時(shí)兩管液面相平，現(xiàn)將B管緩慢降低，在這一過(guò)程中，A管內(nèi)氣體體積____，B管比A管液面____．

強(qiáng)調(diào)思路，由V的變化→壓強(qiáng)變化→借助p的計(jì)算判斷液面的高低．增大低30ppt課件如圖所示，汽缸內(nèi)封閉著一定溫度的氣體，氣體長(zhǎng)度為12cm?；钊|(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31ppt課件解：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：32ppt課件如圖所示，汽缸內(nèi)封閉著一定溫度的氣體，氣體長(zhǎng)度為12cm?；钊|(zhì)量為20