气体的等温变化ppt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,*,第,1,讲,气体的等温变化,第1,节,气体的等温变化,编号：,23,第1节气体的等温变化编号：23,1.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,2,1.气体的状态参量压强体积温度温度反比p1V1p2V2,(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,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,.,合作探究,探究一、气体压强的求法1.液柱封闭气体合作探究,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,(7510)cmHg65 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,(655)cmHg60 cmHg.,答案,65 cmHg60 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,发散练习,1.求图中被封闭气体,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,),发散练习1.求图中被封闭气体A的压强.其中(1)、(2)、(,解析,(1),p,A,p,0,p,h,76 cmHg10 cmHg66 cmHg.,(2),p,A,p,0,p,h,76 cmHg10,sin 30 cmHg71 cmHg.,(3),p,B,p,0,p,h,2,76 cmHg10 cmHg86 cmHg,p,A,p,B,p,h,1,86 cmHg5 cmHg81 cmHg.,(4),p,A,p,0,水,gh,1.01,10,5,Pa1,10,3,10,1.2 Pa1.13,10,5,Pa.,解析(1)pAp0ph76 cmHg10 cmHg,答案,(1)66 cmHg,(2)71 cmHg,(3)81 cmHg,(4)1.13,10,5,Pa,答案(1)66 cmHg,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,探究,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.,探究二、玻意耳定律的理解及应用1.成立条件：(1)质量一定，,(2)确定初、末状态,的,状态参量(,p,1,、,V,1,；,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、末状态的状态参量(p1、V1；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,发散练习,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,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,发散练习2.一个气泡由湖面下20 m深处缓慢上升到湖面下10,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,发散练习,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(),解析,设原来的体积为,V,，则3,V,(32)(,V,4)，得,V,2 L.,B,发散练习3.一定质量的气体，压强为3 atm，保持温度不变，,探究,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,探究三、等温变化中p-V图象和p-图象的理解和应用,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,发散练习,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(),发散练习4.下图中，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，,解析,A图中可以直接看出温度不变；,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；C图是双曲线，但横坐标不是,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,