气体的等温变化课件

,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,*,第,1,讲,气体的等温变化,第,1,讲气体的等温变化,目标定位,1.,知道玻意耳定律的内容、表达式及适用条件,.,2.,能运用玻意耳定律对有关问题进行分析、计算,.,3.,了解,p-V,图、,p-,图的物理意义,.,第1讲气体的等温变化目标定位,1,预习导学,梳理,识记,点拨,2,课堂讲义,理解,深化,探究,3,对点练习,巩固,应用,反馈,1预习导学 梳理识记点拨 2课,预习导学,梳理,识记,点拨,1.,气体的状态参量,生活中的许多现象都表明，气体的,、,、,三个状态参量之间存在着一定的关系,.,2.,玻意耳定律,(1),内容：一定质量的某种气体，在,不变的情况下，压强与体积成,.,(2),公式：,pV,C,或,.,压强,体积,温度,温度,反比,p,1,V,1,p,2,V,2,预习导学 梳理识记点拨 1.气体的,(3),条件：气体的,一定，,不变,.,(4),气体等温变化的,p,-,V,图象：气体的压强,p,随体积,V,的变化关系如图,1,所示，图线的形状为,，它描述的是温度不变时的,p,-,V,关系，称为,.,一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的,.,图,1,质量,温度,双曲线,等温线,(3)条件：气体的 一定，不,想一想,如图,1,所示，为同一气体在不同温度下的等温线，,T,1,和,T,2,哪一个大？,答案,T,1,大于,T,2,.,因为体积相同时，温度越高，压强越大,.,想一想如图1所示，为同一气体在不同温度下的等温线，T1和T,课堂讲义,理解,深化,探究,一、气体压强的求法,1.,液柱封闭气体,取等压面法：同种液体在同一深度液体的压强相等，在连通器中，灵活选取等压面，利用两侧压强相等求解气体压强,.,如图,2,甲所示，同一液面,C,、,D,两处压强相等，故,p,A,p,0,p,h,；如图乙所示，,M,、,N,两处压强相等,.,故有,p,A,p,h,2,p,B,，从右侧管看，有,p,B,p,0,p,h,1,.,课堂讲义 理解深化探究一、气,图,2,图2,2.,活塞封闭气体,选与封闭气体接触的液柱或活塞为研究对象，进行受力分析，再利用平衡条件求压强,.,如图,3,甲所示，汽缸截面积为,S,，活塞质量为,M,.,在活塞上放置质量为,m,的铁块，设大气压强为,p,0,，试求封闭气体的压强,.,2.活塞封闭气体,以活塞为研究对象，受力分析如图乙所示,.,由平衡条件得：,Mg,mg,p,0,S,pS,，即：,p,p,0,.,图,3,以活塞为研究对象，受力分析如图乙所示.由平衡条件得：Mgm,例,1,如图,4,所示，竖直放置的,U,形管，左端开口，,右端封闭，管内有,a,、,b,两段水银柱，将,A,、,B,两段,空气柱封闭在管内,.,已知水银柱,a,长,h,1,为,10 cm,，水,银柱,b,两个液面间的高度差,h,2,为,5 cm,，大气压,强为,75 cmHg,，求空气柱,A,、,B,的压强分别是多少？,图,4,例1如图4所示，竖直放置的U形管，左端开口，图4,解析,设管的截面积为,S,，选,a,的下端面为参考液面，它受向下的压力为,(,p,A,p,h,1,),S,，受向上的大气压力为,p,0,S,，由于系统处于静止状态，则,(,p,A,p,h,1,),S,p,0,S,，,所以,p,A,p,0,p,h,1,(75,10)cmHg,65 cmHg,，,再选,b,的左下端面为参考液面，由连通器原理知：液柱,h,2,的上表面处的压强等于,p,B,，则,(,p,B,p,h,2,),S,p,A,S,，所以,p,B,p,A,p,h,2,(65,5)cmHg,60 cmHg.,答案,65 cmHg,60 cmHg,解析设管的截面积为S，选a的下端面为参考液面，它受向下的压,借题发挥,(1),在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强,p,gh,时，应特别注意,h,是表示液面竖直高度，不一定是液柱长度,.,(2),特别注意大气压强的作用，不要漏掉大气压强,.,借题发挥(1)在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强p,二、玻意耳定律的理解及应用,1.,成立条件：,(1),质量一定，温度不变,.,(2),温度不太低，压强不太大,.,3.,应用玻意耳定律解题的一般步骤,(1),确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件,.,二、玻意耳定律的理解及应用1.成立条件：(1)质量一定，温度,(2),确定初、末状态及状态参量,(,p,1,、,V,2,；,p,2,、,V,2,).,(3),根据玻意耳定律列方程求解,.(,注意统一单位,),(4),注意分析隐含条件，作出必要的判断和说明,.,(2)确定初、末状态及状态参量(p1、V2；p2、V2).,例,2,如图,5,所示，活塞的质量为,m,，缸套的质量为,M,，通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封住一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为,S,，大气压强为,p,0,，则封闭气体的压强为,(,),图,5,例2如图5所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M，通过弹簧吊,解析,以缸套为研究对象，有,pS,Mg,p,0,S,，所以封闭气体的压强,p,p,0,，故应选,C.,对于活塞封闭气体类问题压强的求法，灵活选取研究对象会使问题简化,.,答案,C,解析以缸套为研究对象，有pSMgp0S，所以封闭气体的,例,3,粗细均匀的玻璃管，一端封闭，长为,12 cm.,一个人手持玻璃管开口竖直向下潜入水中，当潜到水下某深度时看到水进入玻璃管口,2 cm,，求管口距液面的深度,.(,取水面上大气压强为,p,0,1.0,10,5,Pa,，,g,取,10 m/s,2,，池水中温度恒定,),解析,确定研究对象为被封闭的一部分气体，玻璃管下潜的过程中气体的状态变化可视为等温过程,.,设潜入水下的深度为,h,，玻璃管的横截面积为,S,.,气体的初、末状态参量分别为：,例3粗细均匀的玻璃管，一端封闭，长为12 cm.一个人手持,初状态：,p,1,p,0,，,V,1,12,S,末状态：,p,2,p,0,g,(,h,0.02),，,V,2,10,S,由玻意耳定律,p,1,V,1,p,2,V,2,，,得,p,0,12,S,p,0,g,(,h,0.02),10,S,解得：,h,2.02 m.,答案,2.02 m,初状态：p1p0，V112S,三、等温变化中,p,-,V,图象和,p,-,图象的理解和应用,1.,一定质量的气体，在,p,V,图象中等温线是双曲,线，双曲线上的每一个点，均表示一定质量的,气体在该温度下的一个状态，而且同一条等温,线上每个点对应的,p,、,V,坐标的乘积都是相等的,.,一定质量的气体在不同温度下的等温线是不同的双曲线，且,pV,乘积越大，温度越高，如图,6,所示：,T,2,T,1,.,图,6,三、等温变化中p-V图象和p-图象的理解和应用1.,2.,一定质量气体的等温变化过程，也可以用,p-,图象表示，如图,7,所示,.,等温线是通过原点的直线，由于气体的体积不能无穷大，所以靠近原点附近处应用虚线表示，该直线的斜率,k,pV,T,，即斜率越大，气体做等温变化的温度越高,.,图,7,2.一定质量气体的等温变化过程，也可以用p-图象表示，如,例,4,如图,8,所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条,p-,图线，由图可知,(,),A.,一定质量的气体在发生等温变化时，其压,强与体积成正比,B.,一定质量的气体在发生等温变化时，其,p-,图线的延长线是经过坐标原点的,C.,T,1,T,2,D.,T,1,T,2,图,8,例4如图8所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条p-,答案,BD,答案BD,借题发挥,由玻意耳定律可知，,pV,C,(,常量,),，其中,C,的大小与气体的质量及温度有关，质量越大，温度越高，,C,也越大，在,p-,图象中，斜率,k,C,也就越大,.,借题发挥由玻意耳定律可知，pVC(常量)，其中C的大小与,对点练习,巩固,应用,反馈,压强的计算,1.,求图,9,中被封闭气体,A,的压强,.,其中,(1),、,(2),、,(3),图中的玻璃管内都装有水银，,(4),图中的小玻璃管浸没在水中,.,大气压强,p,0,76 cmHg.(,p,0,1.01,10,5,Pa,，,g,10 m,/s,2,，,水,1,10,3,kg/,m,3,),1,2,3,4,图,9,对点练习,解析,(1),p,A,p,0,p,h,76 cmHg,10 cmHg,66 cmHg.,(2),p,A,p,0,p,h,76 cmHg,10,sin 30 cmHg,71 cmHg.,(3),p,B,p,0,p,h,2,76 cmHg,10 cmHg,86 cmHg,p,A,p,B,p,h,1,86 cmHg,5 cmHg,81 cmHg.,(4),p,A,p,0,水,gh,1.01,10,5,Pa,1,10,3,10,1.2 Pa,1.13,10,5,Pa.,1,2,3,4,解析(1)pAp0ph76 cmHg10 cmHg,答案,(1)66 cmHg,(2)71 cmHg,(3)81 cmHg,(4)1.13,10,5,Pa,1,2,3,4,答案(1)66 cmHg1234,2.,一个气泡由湖面下,20 m,深处缓慢上升到湖面下,10 m,深处，它的体积约变为原来体积的,(,),A.3,倍,B.2,倍,C.1.5,倍,D.0.7,倍,1,2,3,4,玻意耳定律的基本应用,解析,气泡缓慢上升过程中，温度不变，气体等温变化，湖面下,20 m,处，水的压强约为,2,个标准大气压,(1,个标准大气压相当于,10 m,水产生的压强,),，故,p,1,3 atm,，,p,2,2 atm,，由,p,1,V,1,p,2,V,2,，得：,1.5,，故,C,项正确,.,C,2.一个气泡由湖面下20 m深处缓慢上升到湖面下10 m深处,3.,一定质量的气体，压强为,3 atm,，保持温度不变，当压强减小了,2 atm,，体积变化了,4 L,，则该气体原来的体积为,(,),1,2,3,4,解析,设原来的体积为,V,，则,3,V,(3,2)(,V,4),，得,V,2 L.,B,3.一定质量的气体，压强为3 atm，保持温度不变，当压强减,p,-,V,图象或,p,-,图象,4.,下图中，,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发生等温变化的是,(,),1,2,3,4,p-V图象或p-图象4.下图中，p表示压强，V表,解析,A,图中可以直接看出温度不变；,1,2,3,4,C,图是双曲线，但横坐标不是体积,V,，不是等温线；,D,图的,p-V,图线不是双曲线，故也不是等温线,.,答案,AB,解析A图中可以直接看出温度不变；1234C图是双曲线，但横,