《气体的等温变化》(课件)

思路 方法 步骤
3.用规律
气体压强计算:
1.液体密封气体
类型
2.容器密封气体 3.气缸密封气体 1.定对象 2.分析力 整体
思路 方法 步骤
3.用规律
气体压强计算:
1.液体密封气体
类型
2.容器密封气体 3.气缸密封气体 1.定对象 2.分析力 整体
思路 方法 步骤
部分
3.用规律
气体压强计算:
1.液体密封气体
1.计算的主要依据是液体静止力学知识。 ①液面下h深处的压强为p=ρgh。 ②液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为 p=p0+ρgh
气体压强的计算方法（一）——参考液片法
气体压强的计算方法（一）——参考液片法
1.计算的主要依据是液体静止力学知识。
气体压强的计算方法（一）——参考液片法
1.计算的主要依据是液体静止力学知识。 ①液面下h深处的压强为p=ρgh。
气体压强计算:
1.液体密封气体
类型
气体压强计算:
1.液体密封气体
类型
2.容器密封气体
气体压强计算:
1.液体密封气体
类型
2.容器密封气体 3.气缸密封气体
气体压强计算:
1.液体密封气体
类型
2.容器密封气体 3.气缸密封气体
思路 方法 步骤
气体压强计算:
1.液体密封气体
类型
2.容器密封气体 3.气缸密封气体 1.定对象
分析：均匀直玻璃管、 U形玻璃管、汽缸活塞中封 闭气体的等温过程是三种基 本物理模型，所以在做题时 必须掌握解题方法。在确定 初始条件时，无论是压强还 是体积的计算，都离不开几何关系的分析，那 么，画好始末状态的图形，对解题便会有很大 用。本题主要目的就是怎样去画始末状态的图 形以找到几何关系，来确定状态参量。
思路 方法 步骤
部分
3.用规律
静态∑F外=0 动态∑F外=ma
例1. 将一端封闭的均匀直玻璃管开口向下，
竖直插入水银中，当管顶距槽中水银面8cm 时，管内水银面比管外水银面低2cm。要使
管内水银面比管外水银面高2cm，应将玻璃
管竖直向上提起多少厘米？已知大气压 强p0支持76cmHg，设温度不变。
例题.一个足球的体积是2.5L。用打气筒给 这个足球打气，每一次都把体积为125mL，压强 与大气压相同的气体打进球 内。如果在打气前 足球已经是球形并且里面的压强与大气压相同， 打了20次后，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 打气时能满足你的前提吗？
2倍
☆
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”，
引 言
今天，我们便来研究气体的三个状态 参量T、V、p之间的关系。 首先，我们来研究：当温度（ T ） 保持不变时，体积（ V ）和压强（ p ） 之间的关系。
8.1 .1气体的等温变化
气体的状态参量
复习
1.温度 2.体积 3.压强 热力学温度T ：开尔文 T = t ＋ 273 K 体积 V 单位：有L、mL等 压强 p 单位：Pa（帕斯卡）
Baidu Nhomakorabea
问 题
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？
方法研究
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。 2、公式表述：pV=常数 或p1V1=p2V2
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。 2、公式表述：pV=常数 3、图像表述： 或p1V1=p2V2
玻意耳定律
气体的等温变化
1.等温变化：
气体在温度不变的状态下，发生的
变化叫做等温变化。
2.实验研究
p/105 Pa 3
实 验
2
1
0
1
2
3
4
V
p/105 Pa 3
实 验
2
1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1/V
实验结论
在温度不变时，压强p和体积V成反比。
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。
思路 方法 步骤
气体压强计算:
1.液体密封气体
类型
2.容器密封气体 3.气缸密封气体 1.定对象 2.分析力
思路 方法 步骤
气体压强计算:
1.液体密封气体
类型
2.容器密封气体 3.气缸密封气体 1.定对象 2.分析力
思路 方法 步骤
3.用规律
气体压强计算:
1.液体密封气体
类型
2.容器密封气体 3.气缸密封气体 1.定对象 2.分析力
气体压强的计算方法（三）——运用牛顿定律 计算气体的压强
当封闭气体的所在的系统处于力学非平衡状态 时，欲求封闭气体压强，首先要选择 恰当的对象（如 与气体相关的液体、活塞等）并对其进行正确的受力 分析（特别注意分析内外的压力）然后应用牛顿第二 定律列方程求解。
M m S 9 F

自由下滑 8
气体压强的计算方法（三）——运用牛顿定律 计算气体的压强
气体压强的计算方法（一）——参考液片法
1.计算的主要依据是液体静止力学知识。 ①液面下h深处的压强为p=ρgh。 ②液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为 p=p0+ρgh ③帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的 压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向 传递（注意：适用于密闭静止的液体或气体） ④连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体 不间断）的同一水平面上的压强是相等的。
例题.一个足球的体积是2.5L。用打气筒给 这个足球打气，每一次都把体积为125mL，压强 与大气压相同的气体打进球 内。如果在打气前 足球已经是球形并且里面的压强与大气压相同， 打了20次后，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 打气时能满足你的前提吗？
2倍
思路 方法 步骤
部分
3.用规律
气体压强计算:
1.液体密封气体
类型
2.容器密封气体 3.气缸密封气体 1.定对象 2.分析力 整体 缸体 活塞 密封气体
思路 方法 步骤
部分
3.用规律
静态∑F外=0
气体压强计算:
1.液体密封气体
类型
2.容器密封气体 3.气缸密封气体 1.定对象 2.分析力 整体 缸体 活塞 密封气体
类型
2.容器密封气体 3.气缸密封气体 1.定对象 2.分析力 整体 缸体
思路 方法 步骤
部分
3.用规律
气体压强计算:
1.液体密封气体
类型
2.容器密封气体 3.气缸密封气体 1.定对象 2.分析力 整体 缸体 活塞
思路 方法 步骤
部分
3.用规律
气体压强计算:
1.液体密封气体
类型
2.容器密封气体 3.气缸密封气体 1.定对象 2.分析力 整体 缸体 活塞 密封气体
[练习] 如图所示，注有水银的U型管，A管上 端封闭，A、B两管用橡皮管相通。开始时两管液 面相平，现将B管缓慢降低，在这一过程中，A管 内气体体积______，B管比A管液面_____。
1.计算下面几幅图中封闭的气体的压强
1.计算下面几幅图中封闭的气体的压强
静止 1
2
3
4

h
1.计算下面几幅图中封闭的气体的压强
静止 1
2
3
4

h
已知大气压P0，水银柱长均为h
1.计算下面几幅图中封闭的气体的压强
①选取封闭气体的水银柱为研究对象
静止 1
2
3
4

h
已知大气压P0，水银柱长均为h
1.计算下面几幅图中封闭的气体的压强
2倍
设气体温度不变
实际打气时不能满足这一前提，温度会升高
气体压强的计算方法（一）——参考液片法
气体压强的计算方法（一）——参考液片法
1.计算的主要依据是液体静止力学知识。
气体压强的计算方法（一）——参考液片法
1.计算的主要依据是液体静止力学知识。 ①液面下h深处的压强为p=ρgh。
气体压强的计算方法（一）——参考液片法
2 1 0 3
V
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
2 1 0 3
结论：t3>t2>t1 V
例题.一个足球的体积是2.5L。用打气筒给 这个足球打气，每一次都把体积为125mL，压强 与大气压相同的气体打进球 内。如果在打气前 足球已经是球形并且里面的压强与大气压相同， 打了20次后，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 打气时能满足你的前提吗？
①选取封闭气体的水银柱为研究对象 ②分析液体两侧受力情况，建立力的平衡方程，消 去横截面积，得到液柱两面侧的压强平衡方程
静止 1
2
3
4

h
已知大气压P0，水银柱长均为h
1.计算下面几幅图中封闭的气体的压强
①选取封闭气体的水银柱为研究对象 ②分析液体两侧受力情况，建立力的平衡方程，消 去横截面积，得到液柱两面侧的压强平衡方程 ③解方程，求得气体压强
当封闭气体的所在的系统处于力学非平衡状态 时，欲求封闭气体压强，首先要选择 恰当的对象（如 与气体相关的液体、活塞等）并对其进行正确的受力 分析（特别注意分析内外的压力）然后应用牛顿第二 定律列方程求解。
M m S F
8 9 已知大气压P0，水银柱长均为h 不计一切摩擦

自由下滑
气体压强计算:
类型
静止 1 2 3 4

h
已知大气压P0，水银柱长均为h
气体压强的计算方法（二）——平衡条件法
求用固体（如活塞等）封闭在静止容器 内的气体压强，应对固体（如活塞等）进行 受力分析。然后根据平衡条件求解。
气体压强的计算方法（二）——平衡条件法
求用固体（如活塞等）封闭在静止容器 内的气体压强，应对固体（如活塞等）进行 受力分析。然后根据平衡条件求解。
m S M m S 5 M m S M

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7
气体压强的计算方法（一）——参考液片法
1.计算的主要依据是液体静止力学知识。 ①液面下h深处的压强为p=ρgh。 ②液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为 p=p0+ρgh ③帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的 压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向 传递（注意：适用于密闭静止的液体或气体） ④连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体 不间断）的同一水平面上的压强是相等的。
气体压强的计算方法（一）——参考液片法
1.计算的主要依据是液体静止力学知识。 ①液面下h深处的压强为p=ρgh。 ②液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为 p=p0+ρgh
气体压强的计算方法（一）——参考液片法
1.计算的主要依据是液体静止力学知识。 ①液面下h深处的压强为p=ρgh。 ②液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为 p=p0+ρgh ③帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的 压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向 传递（注意：适用于密闭静止的液体或气体）
设气体温度不变
例题.一个足球的体积是2.5L。用打气筒给 这个足球打气，每一次都把体积为125mL，压强 与大气压相同的气体打进球 内。如果在打气前 足球已经是球形并且里面的压强与大气压相同， 打了20次后，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 打气时能满足你的前提吗？
解：根据题意，由图知 P1=P0+2cmHg=78cmHg V1=(8+2)S=10S， p2=p0-2cmHg=74cmHg， V2=[(8+x)-2]· S=(6+x)S．
根据玻意耳定律：P1V1=P2V2
代入数据解得玻璃管提升高度：x=4.54cm
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.写出气体状态的初态和末态状态参量(p1，V1，T1) 和 ( p2，V2，T2) 表达式； 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2种各量代入气体公式中，求解未知量； 5.对结果的物理意义进行讨论．
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。 2、公式表述：pV=常数 3、图像表述： 或p1V1=p2V2
p
A ·
p
A ·
0
1/V
0
V
说 明 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
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
气体压强的计算方法（三）——运用牛顿定律 计算气体的压强
气体压强的计算方法（三）——运用牛顿定律 计算气体的压强
当封闭气体的所在的系统处于力学非平衡状态 时，欲求封闭气体压强，首先要选择 恰当的对象（如 与气体相关的液体、活塞等）并对其进行正确的受力 分析（特别注意分析内外的压力）然后应用牛顿第二 定律列方程求解。