气体的等温变化课件

第一第一节节 气体的等温气体的等温变变化化第八章第八章 气体气体.第一节气体的等温变化第八章气体.12 2、控制、控制变变量法量法温度（温度（T T）、）、1、描述气体的三个状、描述气体的三个状态态参量参量知知识识准准备备生活中的物理生活中的物理烈日下自行烈日下自行车车爆胎爆胎热热气球气球体体积积（V V）、）、压压强强（P P）.2、控制变量法温度（T）、1、描述气体的三个状态参量知识准备2 一定一定质质量的气体，在温度不量的气体，在温度不变时发变时发生的状生的状态变态变化化过过程，叫做气体的等温程，叫做气体的等温变变化。化。一、等温一、等温变变化化 温度不温度不变时变时，气体的，气体的压压强强和体和体积积之之间间有什么关系？有什么关系？想一想：想一想：.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3 用注射器密用注射器密闭闭一定一定质质量的空气，量的空气，缓缓慢地慢地推推动动和和拔出拔出活塞，活塞，观观察活塞中空气体察活塞中空气体积积和和压压强强的的变变化？化？做一做：做一做：压压强强增大增大体体积积减小减小时时，体体积积增大增大时时，压压强强减小减小猜想猜想温度不温度不变时变时，压压强强与体与体积积成反比成反比.用注射器密闭一定质量的空气，缓慢地推动和拔出活塞，观察4实验实验：探究气体等温：探究气体等温变变化的化的规规律律设计实验设计实验数据数据处处理理（测测量哪些物理量）量哪些物理量）（猜想）（猜想）体体积积、压压强强图图像法像法乘乘积积一定一定注意事注意事项项（温度不（温度不变变）气气体体定定律律演演示示仪仪.实验：探究气体等温变化的规律设计实验数据处理（测量哪些物理量5主要步主要步骤骤：1、密封一定、密封一定质质量的气体。量的气体。2、改、改变变气体的体气体的体积积，记录记录气体气体长长度和度和该该状状态态下下压压强强的大小。的大小。3、数据、数据处处理。理。注意事注意事项项：1、尽量避免漏气。、尽量避免漏气。2、不要用手握住玻璃管。、不要用手握住玻璃管。3、移、移动动活塞要活塞要缓缓慢。慢。.主要步骤：1、密封一定质量的气体。注意事项：1、尽量避免漏气6实验实验数据数据 .实验数据.7探究探究结论结论：在在误误差范差范围围内，温度不内，温度不变时变时，一定一定质量的量的气体气体压压强强p p和体和体积积V V成反比。成反比。误误差分析：差分析：1、读读数数误误差。差。2、漏气。、漏气。.探究结论：在误差范围内，温度不变时，一定质量的气体压81 1、文字表述：、文字表述：一定一定质质量某种气体，在温量某种气体，在温度不度不变变的情况下，的情况下，压压强强p p与体与体积积V V成反比。成反比。2 2、公式表述：、公式表述：pV=CpV=C（常数常数）或或p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 24 4、适用范、适用范围围：温度不太低，温度不太低，压压强强不太大不太大一、玻意耳定律一、玻意耳定律3 3、条件、条件:气体气体质质量一定且温度不量一定且温度不变变(玻意耳玻意耳马马略特定律略特定律).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9小小试试牛刀牛刀一定一定质质量气体的体量气体的体积积是是20L20L时时，压压强强为为1101105 5PaPa。当气体的体当气体的体积积减小到减小到16L16L时时，压压强强为为多大？多大？设设气气体的温度保持不体的温度保持不变变。解：以气体解：以气体为为研究研究对对象，象，由由 得得.小试牛刀一定质量气体的体积是20L时，压强为1105Pa。10（1 1）明确研究）明确研究对对象（气体）；象（气体）；（2 2）分析）分析过过程特点，判断程特点，判断为为等温等温过过程；程；（3 3）列出初、末状）列出初、末状态态的的p p、V V值值；（4 4）根据）根据p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2列式求解；列式求解；利用玻意耳定律的解利用玻意耳定律的解题题思路思路.（1）明确研究对象（气体）；利用玻意耳定律的解题思路.11如如图图所示，所示，汽缸内封汽缸内封闭闭着一定温度的气体，气体着一定温度的气体，气体长长度度为为12cm。活塞。活塞质质量量为为20kg，横截面，横截面积为积为100cm。已知大气已知大气压压强强为为1101105 5PaPa。求求：汽缸开口向上汽缸开口向上时时，气体的，气体的长长度。度。大展身手大展身手.如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为12cm。活12解解：以缸内封以缸内封闭闭气体气体为为研究研究对对象，象，初初态态：末末态态：由玻意耳定律由玻意耳定律 得得由活塞受力平衡得：由活塞受力平衡得：.解：以缸内封闭气体为研究对象，初态：末态：由玻意耳定律13如如图图所示，所示，汽缸内封汽缸内封闭闭着一定温度的气体，气体着一定温度的气体，气体长长度度为为12cm。活塞。活塞质质量量为为20kg，横截面，横截面积为积为100cm。已知大气已知大气压压强强为为1101105 5PaPa。求求：汽缸汽缸开口向下开口向下时时，气体的，气体的长长度。度。举举一反三一反三.如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为12cm。活14解解：以缸内封以缸内封闭闭气体气体为为研究研究对对象，象，初初态态：末末态态：由玻意耳定律由玻意耳定律 得得由活塞受力平衡得：由活塞受力平衡得：.解：以缸内封闭气体为研究对象，初态：末态：由玻意耳定律15二、二、P-V图图像（等温像（等温线线）过过原点的直原点的直线线 双曲双曲线线的一支的一支 物理意物理意义义：等温：等温线线上的某点表示气体的一个确上的某点表示气体的一个确定状定状态态。同一条等温。同一条等温线线上的各点温度相同，即上的各点温度相同，即p p与与V V乘乘积积相同。相同。p1/V0Vp0AB.二、P-V图像（等温线）过原点的直线双曲线16p pV V0 0t1t2 思考：思考：同一气体同一气体，不同温度下的等温，不同温度下的等温线线是不同是不同的，的，请请判断判断出下出下图图中哪条中哪条等温等温线的的温度高温度高？理由？理由是是什么什么？不同温度下的等温不同温度下的等温线线，离原点越，离原点越远远，温度越高。，温度越高。.pV0t1t2思考：同一气体，不同温度下的等温线是不同的，17 例例题题：一定一定质质量的气体由状量的气体由状态态A A变变到状到状态态B B的的过过程如程如图图所示，所示，A A、B B位于同一双曲位于同一双曲线线上，上，则则此此变变化化过过程中，温度（程中，温度（）A A、一直下降、一直下降 B B、先上升后下降、先上升后下降 C C、先下降后上升、先下降后上升 D D、一直上升、一直上升B.例题：一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示，A18小小结结：1、玻意耳定律、玻意耳定律2、p-V图图像（等温像（等温线线）.小结：1、玻意耳定律2、p-V图像（等温线）.19解：解：设设容器原装气体容器原装气体为为研究研究对对象象初初态态 p p1 1=2010=20105 5Pa VPa V1 1=10L=10L末末态态 p p2 2=1.010=1.0105 5Pa VPa V2 2=？由玻意耳定律由玻意耳定律 p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2得得即剩下的气体即剩下的气体为为原来的原来的5 5。.解：设容器原装气体为研究对象初态p1=20105Pa20某个容器的容某个容器的容积积是是10L10L，所装气体的，所装气体的压压强强是是201020105 5PaPa。如果温度保持不。如果温度保持不变变，把容器的开关，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打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？几？设设大气大气压压是是1.0101.0105 5PaPa。就容器而言，里面气体的跑了，似乎是就容器而言，里面气体的跑了，似乎是变质变质量量问问题题，但是若我，但是若我们视们视容器内气体容器内气体“出而不走出而不走”，那么，那么质质量就不量就不变变了。了。练习练习1.某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20105Pa。如21练习练习2一个足球的容一个足球的容积积是是2.5L,2.5L,用打气筒用打气筒给这给这个足球个足球打气打气,每打一次都把体每打一次都把体积为积为125mL125mL、压压强强与大气与大气压压强强相同的空气打相同的空气打进进去去,如果足球在打气前就如果足球在打气前就已是球形，内部空气已是球形，内部空气压压强强与大气与大气压压相同相同,那么那么打了打了2020次以后次以后,足球内部空气的足球内部空气的压压强强是大气是大气压压的多少倍的多少倍?（设设足球内部的温度保持不足球内部的温度保持不变变）.练习2一个足球的容积是2.5L,用打气筒给这个足球打气,每打22如如图图所示，所示，长为长为1m1m，开口，开口竖竖直向上的玻璃管内，直向上的玻璃管内，封封闭闭着着长为长为15cm15cm的水的水银银柱，封柱，封闭闭气体的气体的长长度度为为20cm20cm，已知大气，已知大气压压强强为为75cmHg75cmHg，求，求：（1 1）玻璃管水平放置玻璃管水平放置时时，管内气体的管内气体的长长度。度。（2 2）玻璃管开口）玻璃管开口竖竖直向下直向下时时，管内气体的管内气体的长长度。度。（假（假设设水水银银没有流出）没有流出）15cm20cm练习练习3.如图所示，长为1m，开口竖直向上的玻璃管内，封闭着长为1523解析：将共打20次的空气与原来足球内的空气作为整体，则整体的质量就不变了，因此对整体应用玻意耳定律就可行了。初态：（足球内）P0V球，（20次打气筒内）P0（20V筒）末态：（全部装入足球内）PV球由玻意耳定律得P0V球P0（20V筒）PV球所以P/P0（V球20V筒）/V球（2.5200.125）/2.52.解析：将共打20次的空气与原来足球内的空气作为整体，则整体的24解解：(1)以管内气体以管内气体为为研究研究对对象，管口象，管口竖竖直向上直向上为为初初态态:设设管横截面管横截面积为积为S，则则 P1=751590cmHg V1=20S 水平放置水平放置为为末末态态，P2=75cmHg 由玻意耳定律由玻意耳定律P1V1=P2V 2得：得：V2=P1V1P2=（9020S）75=24S 所以，管内气体所以，管内气体长长24cm (2)以管口以管口竖竖直向上直向上为为初初态态，管口，管口竖竖直向下直向下为为末末态态 P2=751560cmHg 由玻意耳定律得：由玻意耳定律得：V2=P1V1P230S 所以，管内气体所以，管内气体长长30cm 因因为为30cm15cm100cm，所以水，所以水银银不会流出不会流出.解：(1)以管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态:.25