高二下学期物理人教版选修3-3第八章第1节气体的等温变化课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一定的关系？
1、描述气体的三个状态参量
压强（ p ） （力学性质）
体积（V） （几何性质）
温度（ T ） （热学性质）
2 、控制变量法 二、等温变化（ m不变；T不变）
一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与 体积变化时的关系。我们把这种变化叫做等温变化。
温度不变时，气体的压强和 猜想： 体积之间有什么关系？
第八章 气体 第一节 气体的等温变化
一 问题的引入
❖ 问题1 夏天给自行车车胎打气，应注意什么？ 为什么？ 车胎内的气体温度升高，压强增大,体积膨胀。
❖ 问题2 有什么简便的方法将瘪了的乒乓球恢复 原状？这样做的原因？
乒乓球内的气体受热，温度升高，压强增大，
体积变大。 ❖ 问题3 以上实例说明描述气体的那几个状态参量存在
我们把“球里和球外的气体”作为研究对象，那么质量就不变了
。解：设大气压强为p0，选取球内原来的气体和20次打 进的气体的整体为研究对象，
初态： P1= P0 V1=（2.5+20×0.125）L，
末态： P2=?
V2=2.5L
根据玻意耳定律：
P1V1=P2V2
可解得：P2=2P0
一、平衡态下液体封闭气体压强的计算
一个篮球的容积是2.5L,用打气筒给这个足
球打气,每打一次都把体积为125mL、压强与大
气压强相同的空气打进去,如果足球在打气前就
已是球形，内部空气压强与大气压相同,那么打
了20次以后,足球内部空气的压强是大气压的多
少倍? 你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打
就篮球而言气，时外的面情的况气能体打够到满球足里你，的似前乎是提变吗质？量问题，但是若
②
P =P0- ρgh P =P0- h
连通器原理：同种液体在同一水平面上的压强相等
h
④
P =P0- ρgh
h
⑤
P =P0- ρgh
h
⑥
P =P0+ρgh
❖ 2. 水银气压计中混入了一个气泡，上升到水银 柱的上方，使水银柱上方不再是真空。当实际 大气压相当于768 mm 高的水银柱产生的压强 时，这个水银气压计的读数只有 750 mm，此 时管中的水银面到管顶的距离为 80 mm。当 这个气压计的读数为740 mm水银柱时，实际 的大气压相当于多高水银柱产生的压强？设温 度保持不变。
次
数1
23
4
5
压强（×105Pa)
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
体积(L)
1.3 1.6 2.0 2.7 4.0
p/105 Pa
1/体积
0.77 0.63 0.50 0.37 0.25
3
探究结论：
实 验2
1
在温度不变 时，压强p和 体积V的倒数 成正比。
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1/V
次
⑨
M
Sm
⑩ Sm
利用玻意耳定律解题的基本思路
（1）明确研究对象； （2）分析过程特点，判断为等温过程； （3）列出初、末状态的p、V值； （4）根据p1V1=p2V2列式求解； （5）讨论结果。
❖ 3.汽车轮胎的容积是2.5×10-2m3，轮胎原有 1.0×105Pa的空气．向轮胎内缓慢打气，直 至压强增加到8.0×105Pa为止，若此过程中 温度不变，应向轮胎里打进多大体积 1.0×105Pa的空气？
1
0
1
2
3
4
V
四、玻意耳定律
玻意耳—马略特
1、内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情
况下，压强P跟体积V成反比
2、表达式： PV C
P1V1 P2V2
❖ 研究对象:一定质量的气体
❖ 适用条件:温度保持不变化
❖ 适用范围：温度不太低，压强不太大
3、图像：
p
p
0
1/VLeabharlann 过原点的一条直线·1
·2
0
V
双曲线的一支
由于它描述的是温度不变时的 p -V 关系，因此称它为等温线。
思考与讨论
同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判 断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什 么理由作出判断的？
p
T2
T1
0
V
1. 如图所示，为一定质量的气体在不同温度下的两 条等温线，则下列说法正确的是( ABD)
下列各图装置均处于静止状态。设大气压强为P0，用 水银封闭一定量的气体在玻璃管中，求封闭气体的压
强P 1atm =1.0×105 Pa = 76cmHg
P =ρgh
P—帕 h—米
P =? cmHg（柱）
h
h
h
③ P =P0
当压强单位取帕斯卡（帕）时
当压强单位取cmHg时
1
P =P0+ρgh P =P0+h
三、实验探究
注射器下端的开口有橡胶套， 它和柱塞一起把一段空气柱封闭 在玻璃管中。这段空气柱是我们 研究的对象，实验过程中它的质 量不会变化；
实验中如果空气柱体积的变 化不太快，它的温度大致等于环 境温度，也不会有明显的变化。
三、实验探究
我们的研究对象是什么? 注射器内一定质量的气体.
怎样保证气体质量不变?
数1 2 3 4 5
压强（×105Pa) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
体积(L)
1.3 1.6 2.0 2.7 4.0
p/105 Pa
3
2
如果把实验数据输入计算机，利用 数据处理软件的强大功能，在得到 代表各状态的 p、V值的若干数据 点之后，由计算机去尝试拟合这些 数据点，于是就能很快知道 p、V 之间可能的函数关系。
柱塞上涂上润滑油
怎样保证实验过程温度不变? 变化过程十分缓慢 容器透热 环境恒温
实验需要测量的物理量?
压强、体积
实
验
实验数据的处理
次
数1 2 3 4 5
压强（×105Pa) 3 . 0 2 . 5 2 . 0 1 . 5 1 . 0
体 积 ( L ) 1 . 3 1.6 2 . 0 2 . 7 4 . 0
二、平衡态下活塞、气缸密闭气体 压强的计算
求用活塞封闭在静止容器内的气 体压强，应对活塞进行受力分析。然 后根据平衡条件求解。
练习：
⑦ m
S
⑧
S′
m S
气体对面的压力与面垂直: F=PS PS PS = P0S+mg
P0S G
PS PS =mg +P0S＇cosθ
N PS = mg+P0S
P0S′ G
A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等 温变化时，其压强与体积成反比
B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不 同的
C．由图可知T1＞T2 D．由图可知T1＜T2
2.一定质量气体的体积是20L时，压强 为1×105Pa。当气体的体积减小到16L 时，压强为多大？设气体的温度保持不 变。
答案： 1.25×10 5Pa
1、描述气体的三个状态参量
压强（ p ） （力学性质）
体积（V） （几何性质）
温度（ T ） （热学性质）
2 、控制变量法 二、等温变化（ m不变；T不变）
一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与 体积变化时的关系。我们把这种变化叫做等温变化。
温度不变时，气体的压强和 猜想： 体积之间有什么关系？
第八章 气体 第一节 气体的等温变化
一 问题的引入
❖ 问题1 夏天给自行车车胎打气，应注意什么？ 为什么？ 车胎内的气体温度升高，压强增大,体积膨胀。
❖ 问题2 有什么简便的方法将瘪了的乒乓球恢复 原状？这样做的原因？
乒乓球内的气体受热，温度升高，压强增大，
体积变大。 ❖ 问题3 以上实例说明描述气体的那几个状态参量存在
我们把“球里和球外的气体”作为研究对象，那么质量就不变了
。解：设大气压强为p0，选取球内原来的气体和20次打 进的气体的整体为研究对象，
初态： P1= P0 V1=（2.5+20×0.125）L，
末态： P2=?
V2=2.5L
根据玻意耳定律：
P1V1=P2V2
可解得：P2=2P0
一、平衡态下液体封闭气体压强的计算
一个篮球的容积是2.5L,用打气筒给这个足
球打气,每打一次都把体积为125mL、压强与大
气压强相同的空气打进去,如果足球在打气前就
已是球形，内部空气压强与大气压相同,那么打
了20次以后,足球内部空气的压强是大气压的多
少倍? 你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打
就篮球而言气，时外的面情的况气能体打够到满球足里你，的似前乎是提变吗质？量问题，但是若
②
P =P0- ρgh P =P0- h
连通器原理：同种液体在同一水平面上的压强相等
h
④
P =P0- ρgh
h
⑤
P =P0- ρgh
h
⑥
P =P0+ρgh
❖ 2. 水银气压计中混入了一个气泡，上升到水银 柱的上方，使水银柱上方不再是真空。当实际 大气压相当于768 mm 高的水银柱产生的压强 时，这个水银气压计的读数只有 750 mm，此 时管中的水银面到管顶的距离为 80 mm。当 这个气压计的读数为740 mm水银柱时，实际 的大气压相当于多高水银柱产生的压强？设温 度保持不变。
次
数1
23
4
5
压强（×105Pa)
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
体积(L)
1.3 1.6 2.0 2.7 4.0
p/105 Pa
1/体积
0.77 0.63 0.50 0.37 0.25
3
探究结论：
实 验2
1
在温度不变 时，压强p和 体积V的倒数 成正比。
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1/V
次
⑨
M
Sm
⑩ Sm
利用玻意耳定律解题的基本思路
（1）明确研究对象； （2）分析过程特点，判断为等温过程； （3）列出初、末状态的p、V值； （4）根据p1V1=p2V2列式求解； （5）讨论结果。
❖ 3.汽车轮胎的容积是2.5×10-2m3，轮胎原有 1.0×105Pa的空气．向轮胎内缓慢打气，直 至压强增加到8.0×105Pa为止，若此过程中 温度不变，应向轮胎里打进多大体积 1.0×105Pa的空气？
1
0
1
2
3
4
V
四、玻意耳定律
玻意耳—马略特
1、内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情
况下，压强P跟体积V成反比
2、表达式： PV C
P1V1 P2V2
❖ 研究对象:一定质量的气体
❖ 适用条件:温度保持不变化
❖ 适用范围：温度不太低，压强不太大
3、图像：
p
p
0
1/VLeabharlann 过原点的一条直线·1
·2
0
V
双曲线的一支
由于它描述的是温度不变时的 p -V 关系，因此称它为等温线。
思考与讨论
同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判 断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什 么理由作出判断的？
p
T2
T1
0
V
1. 如图所示，为一定质量的气体在不同温度下的两 条等温线，则下列说法正确的是( ABD)
下列各图装置均处于静止状态。设大气压强为P0，用 水银封闭一定量的气体在玻璃管中，求封闭气体的压
强P 1atm =1.0×105 Pa = 76cmHg
P =ρgh
P—帕 h—米
P =? cmHg（柱）
h
h
h
③ P =P0
当压强单位取帕斯卡（帕）时
当压强单位取cmHg时
1
P =P0+ρgh P =P0+h
三、实验探究
注射器下端的开口有橡胶套， 它和柱塞一起把一段空气柱封闭 在玻璃管中。这段空气柱是我们 研究的对象，实验过程中它的质 量不会变化；
实验中如果空气柱体积的变 化不太快，它的温度大致等于环 境温度，也不会有明显的变化。
三、实验探究
我们的研究对象是什么? 注射器内一定质量的气体.
怎样保证气体质量不变?
数1 2 3 4 5
压强（×105Pa) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
体积(L)
1.3 1.6 2.0 2.7 4.0
p/105 Pa
3
2
如果把实验数据输入计算机，利用 数据处理软件的强大功能，在得到 代表各状态的 p、V值的若干数据 点之后，由计算机去尝试拟合这些 数据点，于是就能很快知道 p、V 之间可能的函数关系。
柱塞上涂上润滑油
怎样保证实验过程温度不变? 变化过程十分缓慢 容器透热 环境恒温
实验需要测量的物理量?
压强、体积
实
验
实验数据的处理
次
数1 2 3 4 5
压强（×105Pa) 3 . 0 2 . 5 2 . 0 1 . 5 1 . 0
体 积 ( L ) 1 . 3 1.6 2 . 0 2 . 7 4 . 0
二、平衡态下活塞、气缸密闭气体 压强的计算
求用活塞封闭在静止容器内的气 体压强，应对活塞进行受力分析。然 后根据平衡条件求解。
练习：
⑦ m
S
⑧
S′
m S
气体对面的压力与面垂直: F=PS PS PS = P0S+mg
P0S G
PS PS =mg +P0S＇cosθ
N PS = mg+P0S
P0S′ G
A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等 温变化时，其压强与体积成反比
B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不 同的
C．由图可知T1＞T2 D．由图可知T1＜T2
2.一定质量气体的体积是20L时，压强 为1×105Pa。当气体的体积减小到16L 时，压强为多大？设气体的温度保持不 变。
答案： 1.25×10 5Pa