【物理】氣體的等溫變化 課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期人教版（2019）選擇性必修第三冊

2.2氣體的等溫變化

第二章氣體、固體和液體在一個恒溫池中，一串串氣泡由池底慢慢升到水面，有趣的是氣泡在上升過程中，體積逐漸變大，到水面時(shí)就會破裂。思考：氣泡由池底上升到水面的過程中，體積逐漸變大，這是為什么呢？快要熱炸了為什么圖中的輪胎快要熱炸了？溫度升高，氣體膨脹，壓強(qiáng)增大一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)、體積、溫度三個狀態(tài)參量之間有什么聯(lián)系呢？一、實(shí)驗(yàn)：探究氣體等溫變化的規(guī)律等溫變化：

探究一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，其壓強(qiáng)P與體積V的變化關(guān)系。1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，其壓強(qiáng)與體積變化的關(guān)系。我們把這種變化叫作氣體的等溫變化。(1)實(shí)驗(yàn)研究對象:注射器內(nèi)的一定質(zhì)量的氣體。(2)實(shí)驗(yàn)方法:控制氣體溫度和質(zhì)量不變,研究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。(3)測量的物理量：

氣體壓強(qiáng)P和氣體體積V2.實(shí)驗(yàn)思路：注射器下端的開口有橡膠套，它和柱塞一起把一段空氣柱密封。3.實(shí)驗(yàn)器材：4.實(shí)驗(yàn)過程：p/10Pa5V12301234次數(shù)12345壓強(qiáng)（×105Pa)3.02.52.01.51.0體積(L)1.31.62.02.74.0能不能說明P與V成反比？p-V圖像是曲線5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：不能p/10Pa51/V12300.20.40.60.8次數(shù)12345壓強(qiáng)（×105Pa)3.02.52.01.51.0體積(L)1.31.62.02.74.01/V0.770.630.500.370.25結(jié)論：在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)p和體積V的倒數(shù)成正比。即：壓強(qiáng)P跟體積V成反比5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：

一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，其壓強(qiáng)P與體積V成反比。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：用傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律二、玻意耳定律

一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比。(氣體等溫變化的規(guī)律)1.內(nèi)容：2.表達(dá)式：①pV＝C②p1V1＝p2V2

式中p1、V1和p2、V2分別表示一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變時(shí)，處于不同的兩個狀態(tài)中的壓強(qiáng)和體積。3.適用條件：②溫度不太低，壓強(qiáng)不太大。4.等溫線（P-V圖像和P-1/V圖像）①氣體的質(zhì)量一定，溫度不變。物理意義：等溫線上的某點(diǎn)表示氣體的一個確定狀態(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/V·0A·BVp·0A·B5.兩種等溫變化圖像所比較pV0T1T2離原點(diǎn)越遠(yuǎn)，溫度越高T2>T1斜率越大，溫度越高T2>T1玻意耳定律的理解(1)用p1V1＝p2V2解題時(shí)各物理量的單位不必是國際單位制中的單位，只要同一物理量使用同一單位即可。(2)玻意耳定律的表達(dá)式pV＝C中的常量C不是一個普適恒量，它與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關(guān)，對一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，該常量越大。

拓展：

PV

=

nRT

（克拉伯龍方程）n為氣體物質(zhì)的量R為氣體常數(shù)(定值)【練一練】1.(多選)下列圖中，p表示壓強(qiáng)，V表示體積，T為熱力學(xué)溫度，各圖中正確描述一定質(zhì)量的氣體是等溫變化的是(

)ABC

【練一練】2.一定質(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B

在一個恒溫池中，一串串氣泡由池底慢慢升到水面，有趣的是氣泡在上升過程中，體積逐漸變大，到水面時(shí)就會破裂。這是為什么呢？提示：因?yàn)樵诤銣爻刂校詺馀輧?nèi)氣體的溫度保持不變。由玻意耳定律pV＝C可知，壓強(qiáng)變小，氣體的體積增大。解：該氣泡在水底時(shí)體積為V1、壓強(qiáng)為p1p1＝p0＋ρgh氣泡升到水面時(shí)的體積為V2，則V2＝3V1，壓強(qiáng)為p2＝p0由玻意耳定律p1V1＝p2V2，得(p0＋ρgh)V1＝p0·3V1得水深：h＝20m。例題.一個氣泡從水底升到水面上時(shí)，它的體積增大為原來的3倍，設(shè)水的密度為ρ＝1×103kg/m3，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，水底與水面溫差不計(jì)，求水的深度。(g＝10m/s2)(1)確定研究對象，并判斷是否滿足玻意耳定律的條件.(2)確定初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1、V1；p2、V2).(3)根據(jù)玻意耳定律列方程求解.(注意統(tǒng)一單位)(4)注意分析隱含條件，作出必要的判斷和說明.特別提醒:確定氣體壓強(qiáng)或體積時(shí)，只要初、末狀態(tài)的單位統(tǒng)一即可，沒有必要都轉(zhuǎn)換成國際單位制.應(yīng)用玻意耳定律解題的一般步驟本課小結(jié)氣體的等溫變化探究氣體等溫變化的規(guī)律玻意耳定律等溫變化實(shí)驗(yàn)一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強(qiáng)P跟體積V成反比。表達(dá)式PV=CP1V1=P2V2適用條件圖像1.某同學(xué)用如圖所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的操作，下列說法正確的是（

）A．柱塞上涂油的目的是為了減小摩擦，便于推拉柱塞B．柱塞與注射器之間的摩擦不影響壓強(qiáng)的測量C．為了方便推拉柱塞，應(yīng)用手握緊注射器再推拉柱塞D．實(shí)驗(yàn)中，為找到體積與壓強(qiáng)的關(guān)系，需要測量柱塞的橫截面積

B

2.足球的容積是2.5L。用打氣筒給這個足球打氣，每打