8.1气体的等温变化

1.一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.
p1V1=p2V2
答案:1.25×10 5Pa
用气体定律解题的步骤
1．确定研究对象：被封闭的气体(满足质量不变的条件)； 2．用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件(p1， V1，T1，p2，V2，T2)； 3．根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式 (本节课中就是玻意耳定律公式)； 4．将各初始条件代入气体公式中，求解未知量； 5．对结果的物理意义进行讨论．
体积 V 单位：有L、mL等 压强 p 单位：Pa（帕斯卡）
方法研究
☆ 控制变量的方法
在物理学中，当需要研究三个物理量之间 的关系时，往往采用“保持一个量不变， 研究其它两个量之间的关系，然后综合起 来得出所要研究的几个量之间的关系”.
猜想与假设
等温变化：气体在温度不变的状态下，发生的变化.
在等温变化中，气体的压强与体积可能存在着什么
第八章 气体 第1节 气体的等温变化
问题一
在炎热的夏天，给自行车胎打气应注意什么？
问题二
用什么方法可以使凹进的乒乓球恢复原状？
问题三 气体的状态参量
一定质量的气体，它的温度、体积和压强三个量之间 变化是相互对应的.我们如何确定三个量之间的关系呢？
1、温度 2、体积 3、压强
热力学温度T ：开尔文 T = t ＋ 273.15 K
体 积 ( L ) 1 . 3 1 . 6 2.0 2 . 7 4.0
p /105 Pa
3
p-V 2 图象
1
该图象是否可以说明p与V成 反比？
如何确定p与V的关系呢？
思考
0
1
2
3
4
V
p /105 Pa
3
p-1/V 2 图象
1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1/V
玻意耳定律
1、文字表述：一定质量某种气体，在温度不变的情况下， 压强p与体积V成反比.
p
23
1
0
V
p-V图象特点:
(1)等温线是双曲线的一支.
(2)温度越高,其等温线离原点越远.
结论:t3>t2>t1
图象意义
(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系 (2)点意义:每一组数据---反映某一状态 (3)结论:体积缩小到原来的几分之一,压强增大到原来 的几倍.体积增大到原来的几倍,它的压强就减小为原 来的几分之一.
初态 p1=20×105Pa V1=10L T1=T
末态 p2=1.0×105Pa V2=？L T2=T 由玻意耳定律 p1V1=p2V2得 V2=200L
剩下的气体为原来的 10L =5%
200L
就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但若 视容器中气体出而不走，就又是质量不变了.
3.如图，一上端开口,下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66
2、公式表述：pV=常数C 或p1V1=p2V2
3、图像表述：
pP
p
·A
·A
0
1/V 0
V
需要注意的问题
➢ 研究对象:一定质量的气体 ➢ 适用条件:温度保持不变 ➢ 适用范围：温度不太低，压强不太大
讨论：
同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断哪条等温线是表 示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？
关系？
猜想
实验探究
（1）研究的是哪一部分气体? 注射器内一定质量的气体
（2）如何保证封闭气体的温度不变? 不能用手触摸玻璃管
（3）如何测 V ? 可以直接读出体积，也可以读 出注射器的长度
（4）如何测量p？ 从压力表上读出
(2)实验视频
视频演示
视频演示
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
p13
cm 的水银柱，中间封有长l2=6.6 cm的空气柱，上部有长l3=44 cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为
p0+ρgx
p0=76 cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一 x pp0+0+ρρggl3x
周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度.封
p2
1.如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的 p-V图象，气体由状态A变化到状态B的过程中， 气体分子平均速率的变化情况是( D ) 等温线
由温度决定 A.一直保持不变 B.一直增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小
pAVA=pBVB
pV先增大后减小 T先增大后减小
为研究对象
2. 某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20×105Pa。如果 温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是 原来的百分之几？设大气压是1.0×105Pa.
入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气.
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玻璃管开口向上时 p1=p0+ρgl3 玻璃管开口向下时，则p2=ρgl1，p0=p2+ρgx 从开始转动一周后， 则p3=p0+ρgx 由玻意耳定律有 p1l2S=p2hS p1l2S=p3h′S 解得 h=12 cm h′=9.2 cm