2020_2021学年高中物理第八章气体第1节气体的等温变化课件

知识点 4 气体等温变化的p－V图象
为了直观地描述压强p跟体积V的关系，通常建立___p_－__V__坐标系，如图所 示。图线的形状为___双__曲__线___。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___。
一定质量的气体，不同温度下的等温线是__不__同____的。
『想一想』 借助铅笔，把气球塞进一只瓶子里，并拉出气球的吹气口，反扣在瓶口 上，如图所示，然后给气球吹气，无论怎么吹，气球不过大了一点，想把气球 吹大，非常困难，为什么？ 答案：由题意“吹气口反扣在瓶口上”可知瓶内封闭着一定质量的空气。 当气球稍吹大时，瓶内空气的体积缩小，根据气体压强、体积的关系，空气的 压强增大，阻碍了气球的膨胀，因而再要吹大气球是很困难的。
2．容器加速时求封闭气体的压强 恰当地选择研究对象，进行受力分析，然后依据牛顿第二定律列式求封闭 气体的压强，把求解压强问题转化为动力学问题求解。
特别提醒 压强关系的实质反应力的关系，力的关系由物体的运动状态来确定。
典例剖析
典例 1 (2020·山东省淄川中学高二下学期段考)如图所示，一个横截面
积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，
知识点 2 实验：探究等温变化的规律
1．实验器材 如图所示，有铁架台，带压力表的注射器、铁夹等。 2．研究对象 注射器内___被__封__闭__的__一__段__空__气__柱___。 3．数据收集 空气柱的压强p由上方的___压__力__表___读出， 体积V用刻度 尺上读出的空气柱的___长__度__l _乘以气柱的__横__截__面__积__S__计算。 用手把柱塞向下或向上拉，读出体积与压强的几组值。
课内互动探究
探究 一
思考讨论 1
封闭气体压强的计算
如图所示，玻璃管中都灌有水银，且水银柱都处在平衡状态，大气压相当 于76 cm高的水银柱产生的压强。
(1)静止或匀速运动系统中气体的压强，一般采用什么方法求解？ (2)图中被封闭气体A的压强各是多少？ 提示：(1)选与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行受力分 析，列平衡方程求气体压强。
4．数据处理 以___压__强__p__为纵坐标，以__体__积__的__倒__数__V1____为横坐标作出 p－V1图象。 5．实验结论
若 p－V1图象是一条过原点的直线。说明压强跟体积的倒数成__正____比，也 就说明压强跟体积成___反___比。
知识点 3 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p与体积V成__反____比。 2．公式 __p_V___＝C，或p1V1＝___p_2_V_2__。 3．适用条件 气体的质量一定，温度不变。
第八章
气体
〔情 景 切 入〕 空气是地球上的动植物生存的必要条件。动物呼吸、植物光合作用都离不 开空气；大气层可以使地球上的温度保持相对稳定，如果没有大气层，白天温 度会很高，而夜间温度会很低；风、云、雨、雪的形成都离不开大气。假设没 有空气，我们的地球上将是一片荒芜的沙漠，没有一丝生机。为更好地认识我 们赖以生存的空气就需要掌握气体的性质和变化规律。
〔知 识 导 航〕 本章知识是热学部分的重要内容，研究的是气体实验三定律、理想气体状 态方程以及对气体热现象的微观解释。本章可分为两个单元：第一单元为前三 节，介绍理想气体的三个实验定律和在此基础上推导出的理想气体状态方程。 第二单元为第四节，学习用分子动理论和统计观点对气体实验定律进行具体和 比较详细的解释。 本章重点：理想气体状态方程。 本章难点：气体热现象的微观意义。
〔学 法 指 导〕 本章的学习内容，是分子动理论和统计观点的一次具体应用。学习本章知 识，要注重两个方面：一是通过实验，发现气体的宏观规律，并能灵活应用这 些规律解决气体的状态变化问题；二是能用分子动理论和统计观点解释这些规 律。同时，对理想气体这种理想化模型也要能从宏观、微观两个角度加深理 解。
第一节 气体的等温变化
【素养目标定位】
※※ 掌握玻意耳定律的内容、表达式及适用条件 ※ 了解p－V图象的物理意义
【素养思维脉络】
课前预习反馈
知识点 1 等温变化
1．气体的状态参量 研究气体的性质时常用气体的__温__度____、__压__强____和体积，这三个参量来 描述气体的状态。 2．等温变化 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。
辨析思考
『判一判』
(1)玻意耳定律是英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现
的。
百度文库(√)
(2)公式pV＝C中的C是常量，指当p、V变化时C的值不变。
(×)
(3)对于温度不同、质量不同、种类不同的气体，C值是相同的。 ( × )
(4)在探究气体的等温变化实验中空气柱体积变化快慢对实验没有影响。
(2)①pA＝p0－ph＝71 cmHg ②pA＝p0－ph＝66 cmHg ③pA＝p0＋ph＝(76＋10×sin30°)cmHg＝81 cmHg ④pA＝p0－ph＝71 cmHg pB＝pA－ph＝66 cmHg
归纳总结
1．容器静止时求封闭气体的压强 (1)求由液体封闭的气体压强，应选择最低液面列压强平衡方程。 (2)在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强时，应特别注意液柱产生的 压强ρgh中的h是表示竖直高度(不是倾斜长度)。 (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 压强是相等的。 (4)求由固体封闭(如气缸或活塞封闭)气体的压强，应对此固体(气缸或活塞) 进行受力分析，列合力平衡方程。
(×)
(5)气体等温变化的p－V图象是一条倾斜的直线。
(×)
(6)一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成正
比。
(×)
『选一选』 (多选)下列图中，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，各图中正确描 述一定质量的气体是等温变化的是( ABC )
解析：气体的等温变化指的是一定质量的气体在温度不变的情况下，气体 压强与体积成反比，BC正确，D错误；温度不变，A正确。