氣體的等溫變化講解課件

氣體的等溫變化講解ppt課件一、玻意耳定律1．氣體狀態(tài)參量氣體的三個狀態(tài)參量為

、

、

．2．實(shí)驗(yàn)探究(1)實(shí)驗(yàn)裝置：如圖所示，實(shí)驗(yàn)的研究對象是

．溫度體積壓強(qiáng)氣體被封閉的一、玻意耳定律溫度體積壓強(qiáng)氣體被封閉的(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集空氣柱的壓強(qiáng)p可以從

上讀出，空氣柱的長度L可以從注射器兩側(cè)的

上讀出，則空氣柱的體積為長度L與橫截面積S的乘積，即V＝LS.用手把柱塞向下壓或向上拉，讀出若干組

與

的值．(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理①猜想：由實(shí)驗(yàn)觀察及記錄數(shù)據(jù)可知，空氣柱的體積越小，其壓強(qiáng)就

，空氣柱的壓強(qiáng)與體積可能成

．壓力表壓強(qiáng)p體積V越大反比刻度(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集壓力表壓強(qiáng)p體積V越大反比刻度反比

正比反比正比氣體的等溫變化講解ppt課件氣體的等溫變化講解ppt課件氣體的等溫變化講解ppt課件氣體的等溫變化講解ppt課件氣體的等溫變化講解ppt課件【例1】求圖8-1-2中被封閉氣體A的壓強(qiáng),圖中的玻璃管內(nèi)都灌有水銀.大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg.（p0=1.01×105Pa，g=10m/s2)【例1】求圖8-1-2中被封閉氣體A的壓強(qiáng),圖中的玻璃管內(nèi)都?xì)怏w的等溫變化講解ppt課件【思路點(diǎn)撥】求解本題可以按這樣的思路進(jìn)行:【規(guī)范解答】(1)pA=p0-ph=76cmHg-10cmHg=66cmHg(2)pA=p0-ph=76cmHg-10×sin30°cmHg=71cmHg(3)pB=p0+ph2=76cmHg+10cmHg=86cmHgpA=pB-ph1=86cmHg-5cmHg=81cmHg【思路點(diǎn)撥】求解本題可以按這樣的思路進(jìn)行:【變式訓(xùn)練】如圖8-1-3所示,一橫截面積為S的圓柱形容器豎直放置,圓板A的上表面是水平的,下表面是傾斜的,且下表面與水平面的夾角為θ,圓板的質(zhì)量為M,不計一切摩擦,大氣壓為p0,則被圓板封閉在容器中的氣體的壓強(qiáng)為（）A.p0+Mgcosθ/SB.p0/S+Mgcosθ/SC.p0+Mgcos2θ/SD.p0+Mg/S【變式訓(xùn)練】如圖8-1-3所示,一橫截【解析】選D.以圓板為研究對象,如圖所示,豎直方向受力平衡.pAS′cosθ=p0S+MgS′=S/cosθ所以pA(S/cosθ)cosθ=p0S+Mg所以pA=p0+Mg/S故此題應(yīng)選D選項.【解析】選D.以圓板為研究對象,氣體的等溫變化講解ppt課件氣體的等溫變化講解ppt課件【例2】有一段12cm長的汞柱,在均勻玻璃管中封住一定質(zhì)量的氣體,若開口向上將玻璃管放置在傾角為30°的光滑斜面上,在下滑過程中被封閉氣體的壓強(qiáng)為(大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg）A.76cmHgB.82cmHgC.88cmHgD.70cmHg【例2】有一段12cm長的汞柱,在均勻玻璃管中封住一定質(zhì)量【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A.水銀柱所處的狀態(tài)不是平衡狀態(tài),因此不能用平衡條件來處理.水銀柱的受力分析如圖所示,因玻璃管和水銀柱組成系統(tǒng)的加速度a=gsinθ,所以對水銀柱由牛頓第二定律得:p0S+Mgsinθ-pS=Ma,故p=p0.【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A.水銀柱所處的狀態(tài)不【變式訓(xùn)練】如圖8-1-4所示,一個壁厚可以不計,質(zhì)量為M的汽缸放在光滑的水平地面上,活塞的質(zhì)量為m,面積為S,內(nèi)部封有一定質(zhì)量的氣體.活塞不漏氣,摩擦不計,外界大氣壓強(qiáng)為p0,若在活塞上加一水平向左的恒力F(不考慮氣體溫度的變化),求汽缸和活塞以相同加速度運(yùn)動時,缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)多大?【變式訓(xùn)練】如圖8-1-4所示,一個壁【解析】設(shè)穩(wěn)定時汽缸和活塞共同以加速度a向左做勻加速運(yùn)動,這時缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p,分析汽缸和活塞的受力情況,分別列出它們的運(yùn)動方程為汽缸:pS-p0S=Ma①活塞:F+p0S-pS=ma②將上述兩式相加,可得系統(tǒng)加速度.將其代入①式,化簡即得封閉氣體的壓強(qiáng)為答案:【解析】設(shè)穩(wěn)定時汽缸和活塞共同以加速度a向左做勻加速運(yùn)動,這氣體的等溫變化講解ppt課件氣體的等溫變化講解ppt課件氣體的等溫變化講解ppt課件氣體的等溫變化講解ppt課件氣體的等溫變化講解ppt課件例題、如圖8－1－13所示，鋼筒質(zhì)量為40kg，活塞質(zhì)量為20kg，橫截面積為100cm2，鋼筒放在水平地面上時，氣柱長度為10cm，大氣壓強(qiáng)為1×105Pa，溫度為7℃，求：當(dāng)豎直向上提活塞桿，將鋼筒緩慢地提起來時，氣柱多長？例題、如圖8－1－13所示，鋼筒質(zhì)量為40kg，活塞質(zhì)量為氣體的等溫變化講解ppt課件答案：20cm答案：20cm基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.描述氣體狀態(tài)的參量是指（）A.質(zhì)量、溫度、密度B.溫度、體積、壓強(qiáng)C.質(zhì)量、壓強(qiáng)、溫度D.密度、壓強(qiáng)、溫度【解析】選B.氣體狀態(tài)參量是指溫度、壓強(qiáng)和體積，B對.1.描述氣體狀態(tài)的參量是指2.如圖8-1-6所示，某種自動洗衣機(jī)進(jìn)水時，與洗衣缸相連的細(xì)管中會封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量.設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高，則細(xì)管中被封閉的空氣（）A．體積不變，壓強(qiáng)變小B.體積變小，壓強(qiáng)變大C.體積不變，壓強(qiáng)變大D.體積變小，壓強(qiáng)變小2.如圖8-1-6所示，某種自動洗衣機(jī)進(jìn)水時，與洗衣缸相連的【解析】選B.由圖可知空氣被封閉在細(xì)管內(nèi)，水面升高時，氣體體積一定減小，根據(jù)玻意耳定律，氣體壓強(qiáng)就增大，B選項正確.【解析】選B.由圖可知空氣被封閉在細(xì)管內(nèi)，水面升高時，氣體體3.一端封閉的玻璃管倒插入水銀槽中，管豎直放置時，管內(nèi)水銀面比管外高h(yuǎn)，上端空氣柱長為L，如圖8-1-7所示，已知大氣壓強(qiáng)為HcmHg，下列說法正確的是（）A.此時封閉氣體的壓強(qiáng)是（L+h）cmHgB.此時封閉氣體的壓強(qiáng)是（H-h）cmHgC.此時封閉氣體的壓強(qiáng)是(H+h)cmHgD.此時封閉氣體的壓強(qiáng)是(H-L)cmHg3.一端封閉的玻璃管倒插入水銀槽中，【解析】選B.取等壓面法,選管外水銀面為等壓面,則p氣+ph=p0得p氣=p0-ph即p氣=(H-h)cmHg,B項正確.【解析】選B.取等壓面法,選管外水銀面為等壓面,則4.一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時,若體積增大為原來的2倍,則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼模ǎ┍?A.2B.1C.D.【解析】選C.由玻意耳定律pV=常量，得體積增大為原來的2倍,則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?故C項正確.4.一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時,若體積增大為原來的5.一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B的過程如圖8-1-8所示,A,B位于同一雙曲線上,若沿直線AB發(fā)生狀態(tài)變化，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5.一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B的過程如圖【解析】選B.由題圖可知,A,B兩點(diǎn)在同一等溫線上.可作直線AB,其他各點(diǎn)的等溫線與過A,B兩點(diǎn)的等溫線進(jìn)行比較,可以得出都比A,B兩點(diǎn)所在等溫線溫度高,故氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B的過程中溫度先上升后下降.【解析】選B.由題圖可知,A,B兩點(diǎn)在同6.粗細(xì)均勻的玻璃管內(nèi)封閉一段長為12cm空氣柱.一個人手持玻璃管開口向下潛入水中,當(dāng)潛到水下某深度時看到水進(jìn)入玻璃管口2cm,求人潛入水中的深度.(玻璃管內(nèi)氣體溫度視為不變,取水面上大氣壓強(qiáng)為p0=1.0×105Pa,g=10m/s2)6.粗細(xì)均勻的玻璃管內(nèi)封閉一段長為12cm空氣柱.一個人手【解析】確定研究對象為被封閉的一部分氣體,玻璃管下潛的過程中氣體的狀態(tài)變化為等溫過程.設(shè)潛入水下的深度為h,玻璃管的橫截面積為S.氣體的初末狀態(tài)參量分別為初狀態(tài):p1=p0,V1=12S.末狀態(tài):p2=p0+ρgh,V2=10S.由玻意耳定律p1V1=p2V2,得.解得:h=2m.答案:2m【解析】確定研究對象為被封閉的一部分氣體,玻璃管下潛的過程中知能提升知能提升一、選擇題（本大題共7小題，每小題5分，共35分，每小題至少一個選項符合題意）1.如圖1為一定質(zhì)量的氣體的兩條等溫線,則下列關(guān)于各狀態(tài)溫度的說法正確的有（）一、選擇題（本大題共7小題，每小題5分，共35分，每小題至少A.tA=tBB.tB=tCC.tC>tAD.tD>tA【解析】選A,C,D.兩條等溫線,故tA=tB,tC=tD,故A項正確.兩條等溫線比較,tD>tA,tC>tA,故B項錯,C,D項正確.A.tA=tB2.如圖2所示,活塞的質(zhì)量為m,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/S2.如圖2所示,活塞的質(zhì)量為m,缸【解析】選C.對汽缸缸套進(jìn)行受力分析,如圖所示.由平衡條件可得:p0S=Mg+pS所以故C項正確.【解析】選C.對汽缸缸套進(jìn)行受力分析,3.放飛的氫氣球上升到一定高度會脹破,是因?yàn)?)A.球內(nèi)氫氣溫度升高B.球內(nèi)氫氣壓強(qiáng)增大C.球外空氣壓強(qiáng)減小D.以上說法均不正確【解析】選C.氣球上升時,由于高空處空氣稀薄,球外氣體的壓強(qiáng)減小,球內(nèi)氣體要膨脹,到一定程度時,氣球就會脹破.3.放飛的氫氣球上升到一定高度會脹破,是因?yàn)?)4.如圖3所示，兩端開口的均勻玻璃管豎直插入水銀槽中，管中有一段水銀柱h1封閉一定質(zhì)量的氣體，這時管下端開口處內(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，下列分析正確的是（）A.h2變長B.h2變短C.h1上升D.h1下降4.如圖3所示，兩端開口的均勻玻璃管【解析】選D.被封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+h1=p0+h2.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，空氣柱長度變短，但h1、h2長度不變，h1液柱下降，D項正確.【解析】選D.被封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+h1=p0+h2.故5.一個開口玻璃瓶內(nèi)有空氣，現(xiàn)將瓶口向下按入水中，在水面下5m深處恰能保持靜止不動，下列說法中正確的是（）A.將瓶稍向下按，放手后又回到原來位置B.將瓶稍向下按，放手后加速下沉C.將瓶稍向上提，放手后又回到原處D.將瓶稍向上提，放手后加速上升【解析】選B、D.瓶保持靜止不動，受力平衡mg=ρgV，由玻意耳定律，將瓶下按后，p增大而V減小，mg>ρgV，故放手后加速下沉.同樣道理，D選項也正確.5.一個開口玻璃瓶內(nèi)有空氣，現(xiàn)將瓶口向下按入水中，在水面下56.為了將空氣裝入氣瓶內(nèi)，現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想氣體.下列圖象能正確表示該過程中空氣的壓強(qiáng)p和體積V關(guān)系的是（）【解析】選B.氣體做等溫變化,遵守玻意耳定律.由pV=C，p與成正比，故B正確.6.為了將空氣裝入氣瓶內(nèi)，現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮，空氣可7.如圖4所示,一根一端封閉的玻璃管開口向下插入水銀槽中,管中封閉一定質(zhì)量的氣體,管內(nèi)水銀面低于管外,在溫度不變時,將玻璃管稍向下插入一些,下列說法正確的是（）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7.如圖4所示,一根一端封閉的玻璃管【解析】選A,D.解法一:極限分析法，設(shè)想把管壓下很深,則易知V減小,p增大,因?yàn)閜=p0+ph,所以h增大.即A、D選項正確.解法二:假設(shè)法，將玻璃向下插入過程中,假設(shè)管內(nèi)氣體體積不變,則h增大,p=p0+ph也增大,由玻意耳定律判斷得V減小,故管內(nèi)氣體體積V不可能不變而是減小,由V減小得p=p0+ph增大,所以h也增大.即A,D選項正確.【解析】選A,D.解法一:極限分析法，設(shè)想把管壓下很深,則易二、非選擇題（本大題共2小題，共15分）8.(8分)圖5粗細(xì)均勻的U形管，右端封閉有一段空氣柱，兩管內(nèi)水銀面高度差為19cm，封閉端空氣柱長度為40cm，如圖5所示.問向左管內(nèi)再注入多少水銀可使兩管水銀面等高？已知外界大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg,注入水銀過程中溫度保持不變.二、非選擇題（本大題共2小題，共15分）【解析】以右管中被封閉氣體為研究對象,氣體在初狀態(tài)下其p1=p0-ph=(76-19)cmHg=57cmHg,V1=L1S=40S;末狀態(tài)p2=p0=76cmHg,V2=L2S.則由玻意耳定律得：57×40S=76×L2S，L2=30cm.需注入的水銀柱長度應(yīng)為h+2(L1-L2)=39cm.答案：39cm【解析】以右管中被封閉氣體為研究對象,氣體在初狀態(tài)下其p1=9.(7分)中國是世界上的人口大國，也是自行車的王國，隨著社會的不斷進(jìn)步，雖然汽車已經(jīng)進(jìn)入家庭，但自行車以其輕便、經(jīng)濟(jì)、維修方便等獨(dú)有的優(yōu)勢，依然成為人們目前重要的交通工具之一，現(xiàn)用活塞氣筒向一個容積為V的自行車輪胎內(nèi)打氣，每次能把體積為V0，壓強(qiáng)為p0的空氣打入自行車輪胎內(nèi).若胎內(nèi)原有空氣的壓強(qiáng)為p，設(shè)打入氣體的溫度不變，則打了n次后自行車輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為多大？并解釋為何在打氣過程中越打越費(fèi)勁？9.(7分)中國是世界上的人口大國，也是自行車的王國，隨著社【解析】取胎內(nèi)原有氣體和n次打入的氣體為研究對象由玻意耳定律知pV+np0V0=pnV所以p0、V0、V、p各量不變，n越多，pn越大，即打入氣的次數(shù)越多，需要克服胎內(nèi)氣體對氣筒（活塞）的壓力越大，感覺越費(fèi)勁.答案：打入氣的次數(shù)越多，輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)越大，再次將氣體打入時，需用力越大即越費(fèi)勁.【解析】取胎內(nèi)原有氣體和n次打入的氣體為研究對象氣體的等溫變化講解ppt課件一個體積為V的鋼瓶中，裝有壓強(qiáng)為p的理想氣體．在恒溫情況下，用容積為ΔV的抽氣機(jī)抽氣，如圖8－1－15所示．求抽n次后鋼瓶中的氣體壓強(qiáng)多大？圖8－1－15一個體積為V的鋼瓶中，裝有壓強(qiáng)為p的理想氣體．在恒溫情況下氣體的等溫變化講解ppt課件練習(xí)練習(xí)1.一定質(zhì)量的氣體在等溫變化的過程中，它的下列哪些物理量不發(fā)生變化的是（）A.氣體的平均速率B.單位體積內(nèi)的分子數(shù)C.氣體的壓強(qiáng)D.氣體的體積【解析】選A.由玻意耳定律pV=C可知，氣體的體積和壓強(qiáng)都發(fā)生變化，單位體積內(nèi)的分子數(shù)變化，故B、C、D均發(fā)生變化；由于溫度不變，氣體運(yùn)動的平均速率不變，故選A.1.一定質(zhì)量的氣體在等溫變化的過程中，它的下列哪些物理量不發(fā)2.如圖，p表示壓強(qiáng)，V表示體積，T為熱力學(xué)溫度，則各圖中正確描述一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化的是（）【解析】選A、B、C