气体的等温变化(精品课件)

如图所示， 2、如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气 气体长度为12cm。活塞质量为 体，气体长度为 。活塞质量为20kg，横 ， 截面积为100cm²。已知大气压强为1×105Pa。 Pa。 截面积为 。已知大气压强为1 汽缸开口向上时，气体的长度为多少？ 求：汽缸开口向上时，气体的长度为多少？
以缸内封闭气体为研究对象， 解：以缸内封闭气体为研究对象， 初态： 初态：p1 = p0 = 1×10 Pa, V1 = L1S
5
由活塞受力平衡得： 由活塞受力平衡得：p2 S = p0 S + mg mg 5 = 1.2 ×10 Pa, V2 = L2 S 末态： 末态：p2 = p0 + S 由玻意耳定律 p1V1 = p2V2 得
p1 L1 = p2 L2
p1 L1 L2 = = 10cm p2
3、一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所 一定质量的气体由状态A变到状态B 位于同一双曲线上，则此变化过程中， 示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温 度（ B ） A、一直下降 B、先上升后下降 C、先下降后上升 D、一直上升
3
图像表述（等温线） 图像表述（等温线）
p
p
·A
0
A ·
1/V
0
V
物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态。 物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态。 同一条等温线上的各点温度相同， 乘积相同。 同一条等温线上的各点温度相同，即p与V乘积相同。
4
使用范围 温度不太低， 温度不太低，压强不太大
整体感知
温习回顾
本节课要学习的内容与下列这些知识有着密切的联系请同学们 快速回顾，自由回答。 快速回顾，自由回答。 研究气体的性质，通常用哪几个物理量描述气体的状态？ 1、研究气体的性质，通常用哪几个物理量描述气体的状态？ 温度是表示什么的物理量？在国际单位制中， 2、温度是表示什么的物理量？在国际单位制中，用什么温标 表示温度？单位和符号分别是? 表示温度？单位和符号分别是?它和常用的摄氏温度有什 么换算关系？ 么换算关系？ 气体的体积指的是？在国际单位制中， 3、气体的体积指的是？在国际单位制中，其单位和符号分别 是？常用单位还有哪些？ 常用单位还有哪些？ 4、在国际单位制中，压强的单位和符号分别是？气体压强常 在国际单位制中，压强的单位和符号分别是？ 用的单位还有哪些？ 用的单位还有哪些？ 对于一定质量的气体，当系统处于平衡态时， 5、对于一定质量的气体，当系统处于平衡态时，它的状态参 量有什么特点？ 量有什么特点？
气 体 定 律 演 示 仪
数据采集 室内温度: 室内温度:
气体状态参量 气体的体积V 气体的体积 气体的压强P 气体的压强 0 1 2 3 4 5
思考与讨论
• P增大，V减小，P,V间到底什么关系？猜想！
数据处理
1 2 3
算一下P,V乘积。 乘积。 算一下 乘积 图像， 作P，V图像，观察结果 ， 图像 图像， 作P，1/V图像，观察结果 ， 图像 气体压强P 气体压强
6、如图所示， 长为1m，开口竖直向上的玻璃管 1m， 如图所示， 长为1m 封闭着长为15cm的水银柱， 15cm的水银柱 内，封闭着长为15cm的水银柱，封闭气体的长度 20cm，已知大气压强为75cmHg 75cmHg， 为20cm，已知大气压强为75cmHg，求： 玻璃管水平放置时， （1）玻璃管水平放置时， 管内气体的长度。 管内气体的长度。 玻璃管开口竖直向下时， （2）玻璃管开口竖直向下时， 管内气体的长度。 管内气体的长度。 假设水银没有流出） （假设水银没有流出）
〖思考讨论〗： 思考讨论〗
结合生活中的经验，对于质量一定的气体，能 结合生活中的经验，对于质量一定的气体， 否出现只有一个状态参量发生变化， 否出现只有一个状态参量发生变化，而其它两个参 量不变的情况？请举例说明。 量不变的情况？请举例说明。
特别提醒： 特别提醒：
气体的三个状态参量（ 气体的三个状态参量（P、V、T）发生变化时， 发生变化时， 不会出现只变其中一个状态参量， 不会出现只变其中一个状态参量，另外两个参量均 不变的情况。即当一个状态参量发生了变化， 不变的情况。即当一个状态参量发生了变化，另外 的两个状态参量至少有一个状态参量随之发生变化。 的两个状态参量至少有一个状态参量随之发生变化。
迁移应用
1、一定质量气体的体积是20L时，压强为1×105Pa。 一定质量气体的体积是20L 20L时 压强为1 Pa。 当气体的体积减小到16L 16L时 压强为多大？ 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。 温度保持不变。
解：以气体为研究对象， 以气体为研究对象， 由
采用仪器
一定质量的气 体，在温度不 变时， 变时，其压强 与体积之间有 何关系？ 何关系？
•如何控制气体的质量 m、温度T保持不变？ 温度T保持不变？ • 如何改变压强P、 体 如何改变压强P 积 V？ •如何测量压强P、体 如何测量压强P 积V ？
注射器、 注射器、 压力表
主要步骤： 主要步骤：
思考与讨论
• 同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判 同一气体，不同温度下等温线是不同的， 断那条等温线是表示温度较高的情形吗？ 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？ 据什么理由作出判断的？
p
2 1 0 3
结论: 结论:t3>t2>t1
V
不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。 不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。
p1V1 = p2V2 得
p1V1 5 p2 = = 1.25 ×10 Pa V2
归纳总结： 归纳总结：利用玻意耳定律的解题思路
（1）明确研究对象（气体）； 明确研究对象（气体）； 分析过程特点，判断为等温过程； （2）分析过程特点，判断为等温过程； 列出初、末状态的p （3）列出初、末状态的p、V值； 根据p 列式求解； （4）根据p1V1=p2V2列式求解；
1、密封一定质量的气体。 、密封一定质量的气体。 2、改变气体的体积，记 、改变气体的体积， 录气体长度和该状态下 压强的大小。 压强的大小。 3、数据处理。 3、数据处理。
注意事项： 注意事项：
1、尽量避免漏气。 、尽量避免漏气。 2、不要用手握住玻璃管。 、不要用手握住玻璃管。 3、移动活塞要缓慢。 、移动活塞要缓慢。
气体压强P 气体压强
气体体积V 气体体积
气体体积倒数1/V 气体体积倒数
实验结论——玻意耳定律 实验结论——玻意耳定律
1
文字表述
一定质量某种气体， 一定质量某种气体，在温度不变的 情况下，压强p与体积 成反比。 与体积V成反比 情况下，压强 与体积 成反比。
2
公式表示 pV=常数 或p1V1=p2V2 常数
解：设容器原装气体为研究对象 =20× 初态 p1=20×105Pa =1.0× 末态 p2=1.0×105Pa V1=10L V 2= ？
由玻意耳定律 p1V1=p2V2得
即剩下的气体为原来的5 即剩下的气体为原来的5％。
一个足球的容积是2.5L,用打气筒给这个足 2.5L, 5、一个足球的容积是2.5L,用打气筒给这个足 球打气,每打一次都把体积为125 125m 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, 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, 就已是球形，内部空气压强与大气压相同,那 打了20次以后, 20次以后 么打了20次以后,足球内部空气的压强是大气 压的多少倍? 设足球内部的温度保持不变） 压的多少倍?（设足球内部的温度保持不变）
第八章《气体》 第八章《气体》
8.1《气体的等温变化》 8.1《气体的等温变化》
学习目标
学有目标、行有计划。明确的目标，是开启高效学习的关 学有目标、行有计划。明确的目标， 键点。通过本节课的学习，我们应完成以下四个目标。 键点。通过本节课的学习，我们应完成以下四个目标。
1、知道探究气体等温变化规律的实验原理及操作 要点 2、理解玻意耳定律的内容和公式并知道定律的适 用条件 3、理解气体等温变化的 p-V 图象的物理意义 4、会用玻意耳定律计算有关的问题。 会用玻意耳定律计算有关的问题。
某个容器的容积是10L 10L， 4、某个容器的容积是10L，所装气体的压强是 20× Pa。如果温度保持不变， 20×105Pa。如果温度保持不变，把容器的开关 打开以后， 打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之 设大气压是1.0 1.0× Pa。 几？设大气压是1.0×105Pa。
就容器而言，里面气体的跑了，似乎是变质量问 就容器而言，里面气体的跑了， 但是若我们视容器内气体“出而不走” 题，但是若我们视容器内气体“出而不走”，那 么质量就不变了。 么质量就不变了。
等温变化
一定质量的气体，在温度不变时发生的状态变化 一定质量的气体， 过程，叫做气体的等温变化。 过程，叫做气体的等温变化。
想一想： 想一想：
温度不变时， 温度不变时，气体的压强和体积之间有什么 关系？ 关系？
主体探究 探究气体等温变化的规律 猜想 Nhomakorabea试验探究
• 研究对象是什么？ 研究对象是什么？
15cm 20cm
解：(1)以管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态: (1)以管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态: 以管内气体为研究对象 设管横截面积为S 设管横截面积为S，则 P1=75＋15＝90cmHg =75＋15＝ V1=20S
水平放置为末态， 水平放置为末态，P2=75cmHg 由玻意耳定律P 由玻意耳定律P1V1=P2V 2得： V2=P1V1／P2=（90×20S）／75=24S 90×20S）／ ）／75=24S 所以，管内气体长24cm 所以，管内气体长24cm (2)以管口竖直向上为初态， (2)以管口竖直向上为初态，管口竖直向下为末态 以管口竖直向上为初态 P2=75－15＝60cmHg =75－15＝ 由玻意耳定律得：V2= P1V1／P2＝30S 由玻意耳定律得： 所以，管内气体长30cm 所以，管内气体长30cm 因为30cm 15cm＜100cm， 因为30cm＋15cm＜100cm，所以水银不会流出 30cm＋