2.2.1氣體的等溫變化課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性

2.2.1氣體的等溫變化慶典活動(dòng)中放飛的氣球,升高過程中,大氣壓不斷減小，溫度降低，球內(nèi)氣體溫度降低，壓強(qiáng)減小，氣球膨脹......新課導(dǎo)入一定質(zhì)量的氣體的壓強(qiáng)、體積和溫度三個(gè)狀態(tài)參量之間是有聯(lián)系的。它們會(huì)有怎樣的聯(lián)系？溫故知新物理變化過程中，有三個(gè)以上參量同時(shí)變化，問題一般很復(fù)雜，該如何研究多個(gè)參量之間的變化關(guān)系呢？研究方法:通過減少變量的方法將復(fù)雜問題簡單化——控制變量法思路：要知道升空的氫氣球（P、V、T)具體關(guān)系如何。（1）控制溫度T不變，探究P、V之間的關(guān)系（2）控制壓強(qiáng)P不變，探究T、V之間的關(guān)系（3）控制體積V不變，探究P、T之間的關(guān)系（4）然后整合兩兩關(guān)系，再獲得三個(gè)量同時(shí)變化的復(fù)雜規(guī)律，

這個(gè)過程的探究將是本章的主要內(nèi)容（P、V、T)？一、等溫變化和猜想1、等溫變化：一定質(zhì)量（研究對(duì)象不變）的氣體，在溫度不變的條件下，氣體壓強(qiáng)隨體積變化的物理過程。生活中的等溫變化健身球自然放地面上時(shí)，手摸球的觸感：很軟；能吹起氣球嗎？將細(xì)口堵上，用力向里壓柱塞，越往里壓會(huì)有什么感覺？猜想：質(zhì)量一定的氣體，體積越小，壓強(qiáng)_______。越大很硬一個(gè)人壓在健身球上面，手摸球的觸感：_____。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1）如何保證氣體質(zhì)量不變——密封m活塞密封活塞和橡皮帽密封液柱密封（2）如何保證氣體溫度不變——緩慢推動(dòng)活塞，及時(shí)導(dǎo)熱（3）如何改變和測量壓強(qiáng):

①增加配重或推力或注入液柱

②計(jì)算或連接壓強(qiáng)計(jì)mMFP=P0+mg/SP=P0+F/SP=P0+ρgh（4）如何改變和測量氣體體積:氣柱均勻,可用柱長度L替代體積V4、探究對(duì)象：注射器內(nèi)封閉的一定質(zhì)量氣體.1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯恳欢ㄙ|(zhì)量氣體，溫度不變時(shí)壓強(qiáng)P和體積V的關(guān)系2、實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法二、等溫變化的實(shí)驗(yàn)探究3、實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)、注射器、刻度尺、壓力表(壓強(qiáng)表)等，①緩慢拉動(dòng)活塞(及時(shí)導(dǎo)熱)②不能用手觸摸玻璃管。5、注意事項(xiàng)：（1）保證氣體質(zhì)量一定——不漏氣。②注射器下端用橡皮帽封?。?）保證溫度不發(fā)生明顯的變化。①柱塞上涂上潤滑油（不是減小摩擦，摩擦力不影響結(jié)果）6、數(shù)據(jù)測量和處理：（1）測量體積V空氣柱均勻，用氣柱長度L等效替代體積V。（2）測量壓強(qiáng)P壓力表讀出,穩(wěn)定后再讀數(shù)【注意】過一段時(shí)間示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)正視刻度線（3）數(shù)據(jù)處理：序號(hào)注射器內(nèi)空氣柱的長度l/cm空氣柱的壓強(qiáng)p/(105Pa)1

2

結(jié)論:一定質(zhì)量的氣體溫度不變時(shí),p與V成________.反比化曲線為直線7、誤差分析：（1）質(zhì)量變化：（2）溫度變化：（3）體積測量：①選用較大的注射器；②氣體體積不宜太小。V

OV0P

OP

O原因：沒有涂潤滑油或橡皮帽有漏氣原因：用手觸摸注射器或活塞推進(jìn)太快原因：注射器針帽部分氣體體積被忽略（4）壓強(qiáng)測量：

O

原因：壓強(qiáng)測量值偏小1、玻意耳定律(玻馬定律）：2、表達(dá)式：英國物理學(xué)家玻意耳和法國物理學(xué)家馬略特通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)等溫變化規(guī)律三、氣體等溫變化規(guī)律一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)和體積成反比，即壓強(qiáng)P和體積V的乘積為不變的常數(shù)。（2）適用范圍:質(zhì)量溫度不變，溫度不太低，壓強(qiáng)不太大（3）C為等溫常數(shù)，與氣體種類、質(zhì)量、溫度T有關(guān)。3、玻意耳定律的理解和應(yīng)用：（1）研究對(duì)象:一定質(zhì)量的氣體（4）應(yīng)用：知三求四，求解時(shí)壓強(qiáng)、體積、密度要統(tǒng)一單位4、玻意耳定律推論：玻意耳等溫分態(tài)公式

：PV＝P1V1＋P2V2＋P3V3…（1）推論1:一定質(zhì)量氣體，溫度不變時(shí)，

壓強(qiáng)和體積成反比與密度成正比（2）推論2:溫度相同的壓強(qiáng)和體積不同的氣體混合在一起時(shí)，混合

后氣體的

PV乘積等于各部分氣體的壓強(qiáng)和體積的乘積之和。P1V1P2V2P2V3PV①指導(dǎo)思想：將變質(zhì)量轉(zhuǎn)化為質(zhì)量不變②對(duì)象：所有氣體，質(zhì)量不變，是整體法的應(yīng)用③適用范圍：氣體合二為一與一分為二都適用該公式T1T2不同溫度時(shí)的等溫線(1)等溫線：一定質(zhì)量氣體，溫度不變時(shí)壓強(qiáng)和體積關(guān)系曲線，稱為等溫線。5、等溫圖像：T2>T1①P-V圖像：為雙曲線的一支。VPO某溫度時(shí)的等溫線T1T2

OP為何要畫虛線？斜率意義：表示等溫常數(shù)C大?。篢2>T1③等溫變化的P-T和V-T圖像：等溫變化的P-T和V-T圖像都是一條垂直橫軸的豎直線總而言之：壓強(qiáng)增大，體積減小；體積增大，壓強(qiáng)減小。

OPAB

OVABA→B等溫壓縮A→B等溫膨脹【例題1】在一個(gè)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(huì)破裂。請(qǐng)思考：(1)上升過程中，氣泡內(nèi)氣體的溫度發(fā)生改變嗎？(2)上升過程中，氣泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)怎么改變？(3)氣泡在上升過程中體積為何會(huì)變大？(1)不變，因?yàn)樵诤銣爻刂?，所以氣泡?nèi)氣體的溫度保持不變。(2)減小，氣泡力學(xué)平衡，內(nèi)外氣液壓強(qiáng)始終相等，液體壓強(qiáng)減小。(3)增大，由玻意耳定律pV＝C可知，壓強(qiáng)變小，氣體的體積增大。初狀態(tài)：P1=P0+ρgh；V1=V0末狀態(tài)：P2=P0=1.0×105Pa；V2=3V0由玻意耳定律得：P1V1=P2V2代入數(shù)據(jù)解得：h=20m【例題2】一個(gè)氣泡從水底升到水面上時(shí)，它的體積增大2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)解：以氣泡中的氣體為研究對(duì)象設(shè)氣泡在水底的體積為V0【例題3】容積V＝20L的鋼瓶充滿氧氣后，壓強(qiáng)p＝30atm，打開鋼瓶閥門，讓氧氣分裝到容積為V′＝5L的小瓶中去，小瓶子已抽成真空．