气体的等温变化课件(人教版选修)

(2)玻意耳定律的适用条件 ①温度不太低，压强不太大． ②被研究的气体质量不变，温度不变． 3．p－V图象
(1)p－V图象
一定质量的理想气体的p－V图象如上图所示，图线为双
曲线的一支，且温度t1＜t2.
(2)p－V1 图象
源自文库
一定质量的理想气体的p－
1 V
图象如下图所示，图线为过
原点的倾斜直线，且温度t1＜t2.
即pA＝p0＋ph.
(2)力平衡法：选封闭气体的一段液柱(或活塞、汽缸)为研 究对象，进行受力分析，由F合＝0，列式求出压强．
如上题，选高出的那一段液柱为研究对象，进行受力分 析，受到外界大气压力p0S，液柱重力ρhSg，及下部液体向上 的支持力pAS(pA即为被封闭气体的压强)，列出平衡方程
p0S＋ρhgS＝pAS 得pA＝p0＋ρhg＝p0＋ph.
(3)连通器原理：在连通器中，同一液体(中间液体不间断) 的同一水平液面上的压强相等，如图中同一液面C、D处压强 相等，pA＝pC＝pD＝p0＋ph.
2．容器加速运动时封闭气体的压强 当容器处于加速运动时，通常选与气体相关联的液柱，活 塞或汽缸为研究对象，进行受力分析，由牛顿第二定律方程求 出被封闭气体的压强．
决有关气体状态变化的问题也是高考考查的重要内容，以气体 为研究对象讨论气体状态参量的变化，尤其是压强的变化，这 样会涉及液柱、活塞、容器的受力发生变化，从而本章内容与 力学内容相结合形成力热综合习题，这也是高考考查的重要内 容．
第一节 气体的等温变化
教材知识梳理
教材拓展提升
典例分析
课标解读
明确要求 把握方向 学业有成
1．理解一定质量的气体，在温度不变的情况下压强和体 积的关系．
2．会通过实验的手段研究问题、探究物理规律、学习用 电子表格与图象对实验数据进行分析，体验科学探究进程．
3．理解气体等温变化的p－V图象，会用玻意耳定律计算 相关问题.
教材知识梳理
感受自主学习 收获成果
一、探究气体等温变化的规律 1．气体的状态参量：研究气体的性质时，常用气体的体 积、温度、压强来描述气体的状态． 2．实验探究 实验器材：铁架台、注射器、气压计等．
聚焦高考
高考时对本章知识点全部为Ⅰ级要求，常以计算题形式考 查，试题难度中等．理解三个实验定律的内容表达式及适用条 件；理解理想气体的概念及理想气体状态方程的内容表达式； 了解气体分子的热运动特点及气体压强的微观意义．运用气体 实验定律和状态方程分析气体状态参量的变化是高考重点考查 的内容．本章中应用p－V图象、p－T图象以及V－T图象来解
4．应用玻意耳定律解题的一般步骤 (1)首先确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条 件． (2)然后确定始末状态及状态参量(p1、V1、p2、V2)． (3)最后根据玻意耳定律列方程求解(注意统一单位)． (4)注意分析隐含的已知条件，必要时还应由力学或几何 知识列出辅助方程．
(5)必要时还应分析解答结果是否正确合理． 四、应用玻意耳定律解决相关问题 1．力、热综合题的解题思路 (1)将题目分解为气体状态变化问题和力学问题两部分． (2)对气体状态变化问题应用玻意耳定律列方程． (3)对力学问题应用力学规律和原理列方程． (4)联立方程求解．
由于气体状态参量中的压强和截面积的乘积即为压力，所 以本章内容会涉及液柱、活塞、容器等受力的问题，也就是应 用牛顿定律来处理的有关力学问题与气体状态变化相关联的一 些问题．
从微观的角度看，物体的热学现象是由大量分子的热运动 所决定的．尽管个别分子的运动有它的不确定性，但大量分子 的运动情况会遵从一定的统计规律，生活中的事例也有类似的 特点.
如图，当竖直放置的玻璃管向上加速时，加速度为a，液 柱质量为m，外界大气压为p0
对液柱pS－p0S－mg＝ma 得p＝p0＋mgS＋a.
三、对玻意耳定律的理解 1．等温变化 一定质量的气体，在温度不变时发生的状态变化过程，叫 做气体的等温变化． 2．玻意耳定律 一定质量的气体在温度保持不变时，它的压强和体积成反 比；或者说，压强和体积的乘积保持不变，此即玻意耳定律， 它的数学表达式为： pp21＝VV21或p1V1＝p2V2或pV＝C(常数)．
研究对象为注射器内被封闭的空气柱，在实验过程中，压
强由气压计读出，空气柱的体积(长度)由刻度尺读出，然后，
以压强p为纵坐标轴，以体积的倒数为横坐标轴作出p－
1 V
图
象，实验结论：p－V1 图象是一条过原点的直线．
二、玻意耳定律 1．内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下， 压强与体积成反比． 2．公式：pV＝常量或p1V1＝p2V2. 3．条件：气体的质量一定，温度不变． 4．气体等温变化的p－V图象的特点：是一条曲线.
知识图解
教材拓展提升
欲穷千里目 更上一层楼
一、气体等温变化实验探究 1．实验条件：气体质量不变、温度不变． 2．实验方法：控制变量法，即温度不变时，探究压强与 体积的关系．
二、封闭气体压强的计算 1．静止或匀速运动系统中压强的计算方法
(1)参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研 究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程消去截面积， 得到液片两侧压强相等，进而求得气体压强．例如：如图所 示，粗细均匀的U型管中封闭了一定质量的气体A，在其最低 处取一液片B，由其两侧受力平衡可知(pA＋ph0)S＝(p0＋ph＋ ph0)S
第八章 气体
本章概览
生活中的许多现象都表明，气体的压强、体积、温度三个 状态参量之间存在着一定的关系．本章将为你介绍气体的等温 变化、气体的等容变化和等压变化，理想气体的状态方程及气 体热现象的微观意义．
玻意耳定律、查理定律、盖－吕萨克定律等气体实验定 律，都是在压强不太大(相对于大气压)、温度不太低(相对于室 温)的条件下总结出来的．当压强很大，温度很低时，上述定 律的计算与实际测量结果有很大差别，因此一定要注意它们的 适用条件．上述定律都是在一个参量不变时，另外两个参量之 间的关系，而气体的状态方程是三个参量(即P、T、V)都可能 变化的情况下，它们所遵从的数学关系式．