《气体的等温变化》课件2

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高中物理选修,3-3,课件,气体的等温变化,一、玻意耳定律,1,气体状态参量,气体的三个状态参量为,、,、,2,实验探究,(1),实验装置：如图所示，实验的研究对象是,温度,体积,压强,气体,被封闭的,(2),实验数据收集,空气柱的压强,p,可以从,上读出，空气柱的长度,L,可以从注射器两侧的,上读出，则空气柱的体积为长度,L,与横截面积,S,的乘积，即,V,LS,.,用手把柱塞向下压或向上拉，读出若干组,与,的值,(3),实验数据处理,猜想：由实验观察及记录数据可知，空气柱的体积越小，其压强就,，空气柱的压强与体积可能成,压力表,压强,p,体积,V,越大,反比,刻度,反比,正比,3,玻意耳定律,(1),内容：一定,的气体，在温度保持不变时，它的压强和体积成反比；或者说，压强和体积的乘积保持,此即玻意耳定律,(2),数学表达式：,pV,C,(,常量,),或,p,1,V,1,p,2,V,2,.,(3),适用条件：,气体质量不变、温度不变；,气体温度不太低、压强不太大,不变,质量,二、气体等温变化的,p,V,图象,1,p,V,图象,一定质量的理想气体的,p,V,图象如图甲所示，图线为双曲线的一支，且温度,t,1,T,1,，因为玻意耳定律,pV,C,(,恒量,),，其中恒量,C,随气体温度的升高而增大，温度越高，恒量,C,越大，等温线,(,双曲线的一支,),离坐标轴越远，所以,T,2,T,1,.,如图，粗细均匀的弯曲玻璃管,A,、,B,两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为,39 cm,，中管内水银面与管口,A,之间气体柱长为,40 cm.,先将,B,端封闭，再将左管竖直插入水银槽中，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,2 cm,，求：,(1),稳定后右管内的气体压强,p,；,(2),左管气柱的长度,l,.(,大气压强,p,0,76 cmHg),答案：,(1)78 cmHg,(2)38 cm,【反思总结】,利用玻意耳定律解题的基本思路,(1),明确研究对象，根据题意确定所研究的是哪部分封闭气体，注意其质量和温度应不变,(2),明确状态参量，找准所研究气体初、末状态的,p,、,V,值,(3),根据玻意耳定律列方程求解,【跟踪发散】,1,1,：一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽内，如图所示，管内水银柱比槽内水银面高,h,5 cm,，空气柱长,l,45 cm,，要使管内、外水银面相平求：,(1),应如何移动玻璃管？,(2),此刻管内空气柱长度为多少？,(,设此时大气压相当于,75 cmHg,产生的压强,),答案：,(1),向下,(2)42 cm,如图所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法正确的是,(,),A,从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比,B,一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的,C,由图可知,T,1,T,2,D,由图可知,T,1,T,2,解析：,根据等温图线的物理意义可知,A,、,B,选项都对，气体的温度越高时，等温图线的位置就越高，所以,C,错，,D,对答案为,A,、,B,、,D.,答案：,ABD,【跟踪发散】,2,1,：如图所示是某气体状态变化的,p,V,图象，则下列说法中正确的是,(,),A,气体作的是等温变化,B,从,A,至,B,气体的压强一直减小,C,从,A,至,B,气体的体积一直增大,D,气体的三个状态参量一直都在变,解析：,一定质量的气体的等温过程的,p,V,图象即等温曲线是双曲线，显然图中所示,AB,图线不是等温线，,AB,过程不是等温变化，,A,选项不正确,从,AB,图线可知气体从,A,状态变为,B,状态的过程中，压强,p,在逐渐减小，体积,V,在不断增大，则,B,、,C,选项正确,又该过程不是等温过程，所以气体的三个状态参量一直都在变化，,D,选项正确,答案：,BCD,1,一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量发生变化的是,(,),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,解析：,一定质量的气体，温度不变，因此分子的总数及平均速率都是不变的，但压强与体积要发生变化使单位体积的分子数发生变化，故选,BC.,答案：,BC,2,如图所示，,D,A,B,C,表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是,(,),A,D,A,是一个等温过程,B,A,B,是一个等温过程,C,A,与,B,的状态参量相同,D,B,C,体积减小，压强减小，温度不变,解析：,D,A,是一个等温过程，,A,对；,A,、,B,两状态温度不同，,A,B,是一个等容过程,(,体积不变,),，,B,、,C,错；,B,C,，,V,增大，,p,减小，,T,不变，,D,错,答案：,A,3,(2010,广东卷,),如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气,(,),A,体积不变，压强变小,B,体积变小，压强变大,C,体积不变，压强变大,D,体积变小，压强变小,解析：,当洗衣缸水位升高时，封闭空气的压强增大因温度不变，由玻意耳定律可知体积一定减小，故选,B.,答案：,B,4,一定质量的理想气体经历一等温膨胀过程，这一过程可以用,p,V,图上的曲线来表示，如图所示由此可知，当气体的体积,V,1,5 L,时，气体的压强,p,1,_Pa,；当气体的体积,V,2,10 L,时，气体的压强,p,2,_Pa,；当气体的体积,V,3,15 L,时，气体的压强,p,3,_Pa.,解析：,p,1,、,p,3,可直接从,p,V,图中读出，分别为,p,1,3,10,5,Pa,、,p,3,1.0,10,5,Pa.,由于,A,B,过程为等温变化，由玻意耳定律可得,p,1,V,1,p,2,V,2,，,p,1,3,10,5,Pa,，,V,1,5 L,，,V,2,10 L,，即,3,10,5,5,p,2,10,，,p,2,1.5,10,5,Pa.,答案：,3,10,5,1.5,10,5,1,10,5,5,粗细均匀的玻璃棒，封闭一端长为,12 cm.,一个人手持玻璃管开口向下潜入水中，当潜到水下某深度时看到水进入玻璃管口,2 cm,，求人潜入水中的深度,(,取水面上大气压强为,p,0,1.0,10,5,Pa,，,g,10 m/s,2,),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,答案：,2 m,