等温变化

3、一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中,内封 、一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中, 一定质量的气体,管内水银面低于管外,在温度不变时, 一定质量的气体,管内水银面低于管外,在温度不变时, 将玻璃管稍向下插入一些,下列说法正确的是,如图所示. 将玻璃管稍向下插入一些,下列说法正确的是,如图所示. A.玻璃管内气体体积减小 A.玻璃管内气体体积减小 AD B.玻璃管内气体体积增大 玻璃管内气体体积增大; B.玻璃管内气体体积增大; C.管内外水银面高度差减小; C.管内外水银面高度差减小; 管内外水银面高度差减小 D.管内外水银面高度差增大. D.管内外水银面高度差增大. 管内外水银面高度差增大
实验数据
次数 压强（ 压强（×105Pa) 体积(L) 体积 1 3.0 1.3 2 2.5 1.6 3 2.0 2.0 4 1.5 2.7 5 1.0 4.0
P
P
V
1/V
p/1源自文库5 Pa 10
3
2
1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1/V
二、玻意耳定律
1、内容： 、内容： 一定质量的气体 在温度不变的情况下 的气体， 的情况下， 一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的 压强跟体积成反比 2、表达式： 、表达式：
三.等温变化图象 等温变化图象
1、P-V图像 、 图像 坐标轴：纵轴 坐标轴：纵轴—P， ， 横轴—V 横轴 曲线： 曲线：双曲线的一支 离坐标原点越远， 离坐标原点越远，C越大 2、P-1/V图像 、 图像 坐标轴：纵轴 坐标轴：纵轴—P， ， 横轴—1/V 横轴 曲线：过原点的倾斜直线 曲线： C=k(直线的斜率）， 越大 直线的斜率）， 直线的斜率），C越大 P
一、探究气体等温变化的规律
（1）我们的研究对象是什么 ）我们的研究对象是什么? 注射器内一定质量的气体. 注射器内一定质量的气体 （2）实验需要测量的物理量 ）实验需要测量的物理量? 如何测量p？ 如何测 V ?如何测量 ？如何 如何测量 改变 p ? 压强、 压强、体积 测量空气柱的长度,体积 体积= 测量空气柱的长度 体积 空气柱的长度与横截面积 的乘积 由压力表读出， 由压力表读出，下压或上 提柱塞
1、一定质量的气体，在等温变化的过程中，下列 、一定质量的气体，在等温变化的过程中， 物理量发生变化的是 BC A 分子的平均速率 B 单位体积内的分子数 C 气体的压强 D 分子总数 2、一个气泡由湖面下深20米处上升到湖面下 、一个气泡由湖面下深 米处上升到湖面下 米处上升到湖面下10 米深处， 米深处，它的体积约为原来的几倍 C A 3 B 2 C 1.5 D 0.7
2、加速运动的系统中的气体 、 液柱（或活塞）、牛顿第二定律 液柱（或活塞）、牛顿第二定律 ）、 竖直放置的玻璃管以加速 度a(a<g)向下运动 向下运动
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 确定研究对象．被封闭的气体( 条件) 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 根据气体状态变化过程的特点， 公式(本节课中就是玻意耳定律公式 本节课中就是玻意耳定律公式)； 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； ．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． ．对结果的物理意义进行讨论．
四、被封闭气体压强的计算
1、静止或匀速直线运动的系统中的气体： 、静止或匀速直线运动的系统中的气体： （1）参考液面法：取液面、两侧压强相等 ）参考液面法：取液面、 （2）连通器法：同种液体同一水平面上的压强相等 ）连通器法： （3）力平衡法：液柱（或活塞）所受合力为零 ）力平衡法：液柱（或活塞）
A
5、某个容器的容积是10L，所装气体的压强是 某个容器的容积是10L， 10L 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，容器里剩下的气体是原来的百分之几？ 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 1.0× Pa。 设大气压是1.0×105Pa。
将一端封闭的均匀直玻璃管开口向下， 4 . 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 8cm时 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． 管外水银面低2cm．要使管内水银面比管外水银面高 2cm 2cm，应将玻璃管竖直向上提起多少厘米？ 2cm，应将玻璃管竖直向上提起多少厘米？已知大气 压强p =76cmHg，设温度不变． 压强p0=76cmHg，设温度不变．
T1 T2 O
V
T1 > T2
P
T1 T2
O
T1 > T2
1/V
说明： 说明：
(1)物理意义: (1)物理意义:反映压强随体积的变化关系 物理意义 (2)点意义:每一组数据---反映某一状态 (2)点意义:每一组数据---反映某一状态 点意义 --(3)结论:体积缩小到原来的几分之一, (3)结论:体积缩小到原来的几分之一,压强增大到原 结论 来的几倍.体积增大到原来的几倍, 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. 为原来的几分之一.
5％ ％
设容器原装气体为研究对象。 解 设容器原装气体为研究对象。 初态 p1=20×105Pa V1=10L T1=T =20× 末态 p2=1.0×105Pa =1.0× V 2= ？ L T2=T
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％。
就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了， 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。 视容器中气体出而不走，就又是质量不变了。
压力传感器
计算机
数据采集器
A 为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要 为了保持封闭气体的质量不变， 措施是 柱塞上涂上润滑油 B 为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要 为了保持封闭气体的温度不变， 措施是 缓慢移动柱 和 不用手握装有气体的玻璃管 ； 塞 C 如果实验操作规范正确，但图示的图线不过原点， 如果实验操作规范正确，但图示的图线不过原点， 则V0代表 注射器与压力传感器相连部分的体积。
V
0 V0
1/p
7、如图所示，钢筒质量为40kg，活塞质量为 、如图所示，钢筒质量为 ，活塞质量为20kg， ， 横截面积为100cm2 ，大气压强为 ×10 5 Pa，温度为 大气压强为1× 横截面积为 ， 7°C，求（1）当竖直向上提活塞杆，将钢筒缓慢提 ° ， ）当竖直向上提活塞杆， 起时，气柱多长？（ ？（2） 起时，气柱多长？（ ）当对杆施加竖直向上大小为 750N的拉力时，气柱多长？(g=10m/s2 ) 的拉力时， 的拉力时 气柱多长？ （1）20cm ） （2）24cm ）
气体的等温变化
气体的状态参量
1、温度 、 热力学温度T 热力学温度 ：开尔文 T = t ＋ 273 K 体积 V 单位： 单位：有L、mL等 、 等 压强 p 单位： （帕斯卡） 单位：Pa（帕斯卡）
2、体积 、
3、压强 、
生活中许多现象都表明，气体的压强，体积， 生活中许多现象都表明，气体的压强，体积，温度 三个状态量之间一定存在某种关系？ 三个状态量之间一定存在某种关系？究竟是什么关 系呢？我们怎么来研究? 系呢？我们怎么来研究 研究的方法---控制变量法 研究的方法 控制变量法 本节课我们就来研究控制一定质量的某种气体，温 本节课我们就来研究控制一定质量的某种气体， 度不变的情况下，压强与体积的变化关系。 度不变的情况下，压强与体积的变化关系。我们称 之为等温变化
（3）怎样保证实验过程温度不变 ）怎样保证实验过程温度不变? 缓慢、 变化过程十分缓慢 容器透热、环境恒温； 变化过程十分缓慢、容器透热、环境恒温； 手不要握住注射器的外管 住注射器的外管。 手不要握住注射器的外管。 （4）怎样保证气体质量不变 ）怎样保证气体质量不变? 柱塞上涂润滑油密封 柱塞上涂润滑油密封 涂润滑油 （5）刻度尺的刻度均匀但不准确，这对实验结果 ）刻度尺的刻度均匀但不准确， 的可靠性是否有影响？ 的可靠性是否有影响？ 没有 （6）测量体积时误差出在哪里？ 怎样减小这个误差？ ）测量体积时误差出在哪里？ 怎样减小这个误差？ 压力表与空气柱相连部分的体积， 压力表与空气柱相连部分的体积， 空气 柱的体积适当大些
4.54cm
解：根据题意，由图知 根据题意， +2cmHg＝78cmHg， p1=p0+2cmHg＝78cmHg， =(8+2)S=10S， V1=(8+2)S=10S， 2cmHg=74cmHg， p2=p0-2cmHg=74cmHg， =[(8+x)-2]·S=(6+x)S． V2=[(8+x)-2]·S=(6+x)S．
PV = C PV1 = P2V2 1
“不
3.条件:一定质量气体且温度不变( 变 3.条件:一定质量气体且温度不变(“变” 条件 变”） 4、适用范围：温度不太低，压强不太大 适用范围：温度不太低，
注意：常量C 与气体的种类、质量、温度有关, 注意：常量C 与气体的种类、质量、温度有关,且温度越 质量越大， 高、质量越大，C越大
6、用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体 、 研究一定质量气体在温度不变时， 研究一定质量气体在温度不变时 积关系的实验装置如图所示，实验步骤如下： 积关系的实验装置如图所示，实验步骤如下： （1）把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与 ）把注射器活塞移至注射器中间位置， 压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接； 压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接； （2）移动活塞，记录注射器的刻度值 ，同时记录对 ）移动活塞，记录注射器的刻度值V， 应的由计算机显示的气体压强值p； 应的由计算机显示的气体压强值 ； 图像处理实验数据， （3）用V-1/p图像处理实验数据，得出如图所示图像。 ） 图像处理实验数据 得出如图所示图像。
课后作业： 课后作业：
如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管 、 两端开口 两端开口， 如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口， 管内有一段水银柱，右管内气柱长为39cm，中管内 管内有一段水银柱，右管内气柱长为 ， 水银面与管口A之间气柱长为 之间气柱长为40cm.先将 端封闭， 先将B端封闭 水银面与管口 之间气柱长为 先将 端封闭， 再将左管竖直插入水银槽，设整个过程温度不变， 再将左管竖直插入水银槽，设整个过程温度不变， 稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm。求： 稳定后右管内水银面比中管内水银面高 。 （1）稳定后右管内的气体压强 ； ）稳定后右管内的气体压强p； B 端插入水银槽的深度。 （2）左管 端插入水银槽的深度。 ）左管A端插入水银槽的深度 （大气压强 p0=76cmHg） ）