气体压强与体积的关系谢贞琦

1、b 气体压强与体积的关系气体压强与体积的关系_气体等温变化气体等温变化-玻意耳定律玻意耳定律控制变量的方法：控制变量的方法： 为研究一定质量气体状态变化的规律，为研究一定质量气体状态变化的规律，可以假设其中一个参量不变，分析另两个可以假设其中一个参量不变，分析另两个量的变化规律，这种方法是物理研究中常量的变化规律，这种方法是物理研究中常用的科学方法，叫用的科学方法，叫“控制变量法控制变量法”。 等温过程：等温过程： 一定质量的气体在温度不变的条一定质量的气体在温度不变的条件下，发生气体压强与体积的状态变件下，发生气体压强与体积的状态变化的过程叫做等温过程。化的过程叫做等温过程。猜想：猜想：一定

2、质量的气体在温度不变的情一定质量的气体在温度不变的情况下，压强和体积的定性关系？况下，压强和体积的定性关系？几个小实验几个小实验1.呼吸实验呼吸实验2.食品袋实验食品袋实验3.针筒实验针筒实验吸 当我们吸气时，胸部当我们吸气时，胸部（ ） （扩张、收（扩张、收缩 ） ，缩 ） ， 胸 内 肺 泡 跟 着胸 内 肺 泡 跟 着（ ） （扩张、收（扩张、收缩 ） ，缩 ） ， 于 是 肺 的 体 积于 是 肺 的 体 积（ ） （增大、缩（增大、缩小 ） ，小 ） ， 肺 内 空 气 压 强肺 内 空 气 压 强（ ） （增大、减（增大、减小），小）， 从而（从而（ ） （大于、小于）（大于、小于

3、）体外的大体外的大气压强，大气压将新鲜空气压强，大气压将新鲜空气压入肺中。气压入肺中。呼气原理反之呼气原理反之扩张扩张扩张扩张增大增大减小减小小于小于 一定质量的气体，在温度不变的情一定质量的气体，在温度不变的情况下，体积增大，压强减小；体积减小，况下，体积增大，压强减小；体积减小，压强增大。压强增大。思考：思考：一定质量的气体在温度不变的情一定质量的气体在温度不变的情况下，压强和体积的定性关系？况下，压强和体积的定性关系？某同学在夏天游玩时，看见小河中鱼儿戏水时吐出小气某同学在夏天游玩时，看见小河中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景，觉得很美，于是画了一幅画，但边上的同学泡的情景，觉得很美，于是画了

4、一幅画，但边上的同学认为他的画有不符合物理规律之处，请根据你所掌握的认为他的画有不符合物理规律之处，请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法物理知识指出正确的画法( (用简单文字表述，不要画图），用简单文字表述，不要画图），并指出这样画的物理依据。（气泡上升过程为等温过程）并指出这样画的物理依据。（气泡上升过程为等温过程）正确画法：正确画法：上面的气泡体积比下面的气泡体积要逐渐增大上面的气泡体积比下面的气泡体积要逐渐增大 一定质量的气体，在温度不变的情况下，体积增大，压强一定质量的气体，在温度不变的情况下，体积增大，压强减小；体积减小，压强增大。减小；体积减小，压强增大。实验研究实验研究（1）研

5、究的是哪一部分气体）研究的是哪一部分气体?（2）如何测气体体积和压强）如何测气体体积和压强?（3）如何保证气体温度不变）如何保证气体温度不变?（4）如何保证气体质量不变）如何保证气体质量不变?（5）如何处理所得的数据）如何处理所得的数据?密闭在针筒和压强传感器前端的气体密闭在针筒和压强传感器前端的气体针筒的刻度读数加上压强传感器前端的气体针筒的刻度读数加上压强传感器前端的气体（约（约0.8ml0.8ml）和压强传感器读数。）和压强传感器读数。 “ “不用手握针筒不用手握针筒”，“缓慢移动活塞缓慢移动活塞”。实验中不拔出推针筒活塞，不漏进、漏出气体。实验中不拔出推针筒活塞，不漏进、漏出气体。图像

6、法或表格法。图像法或表格法。实实验验研研究：究：实验结论：实验结论： 一定质量的气体，在温度不一定质量的气体，在温度不变时，压强变时，压强p和体积和体积v成反比。成反比。 罗伯特罗伯特玻意耳（玻意耳（robert boyle，1627年年1691年），爱尔兰自然哲学家，在化学和物理学研究上都有年），爱尔兰自然哲学家，在化学和物理学研究上都有杰出贡献。杰出贡献。 在英国，玻意耳是最先开展气体力学研究的学者之一，在英国，玻意耳是最先开展气体力学研究的学者之一，并且由于研究气体性质而闻名。并且由于研究气体性质而闻名。 1654年玻意耳迁居牛津，在牛津大学建立了自己的实年玻意耳迁居牛津，在牛津大学建立

7、了自己的实验室，聘请罗伯特验室，聘请罗伯特胡克为助手开始对气体和燃烧进行胡克为助手开始对气体和燃烧进行研究。研究。 1657年他在胡克的辅助下对奥托年他在胡克的辅助下对奥托格里克发明的气泵格里克发明的气泵进行改进。进行改进。1659年制成了年制成了“玻意耳机器玻意耳机器”和和“风力发风力发动机动机”。接下来他用这一装置对气体性质进行了研究，。接下来他用这一装置对气体性质进行了研究，并于并于1660年发表对这一设备的研究成果。玻意耳阐明年发表对这一设备的研究成果。玻意耳阐明了在温度一定的条件下气体的压强与体积成反比的这一了在温度一定的条件下气体的压强与体积成反比的这一气体性质。这一定律被称为玻意

8、耳定律。气体性质。这一定律被称为玻意耳定律。 这是人类历史上第一个被发现的这是人类历史上第一个被发现的“定律定律”。玻意耳介绍：玻意耳介绍：玻意耳定律：玻意耳定律：内容：内容： 一定质量的某种气体，在温度保一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强持不变的情况下，压强p与体积与体积v成成反比。即：反比。即：表达式：表达式：p v常量常量 p1v1=p2v2用用dis研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验。下表中最后一组数据偏差较大，其可能原因是（实验。下表中最后一组数据偏差较大，其可能原因是（ ）a.实验时环境温度增大实验时环境温

9、度增大b.实验时注射器内的空气向外发生泄漏实验时注射器内的空气向外发生泄漏实验次数实验次数压强压强p（kpa）体积体积v（cm3）pv（pam3）199.5201.9902108.5181.9533123.5161.9764141.0141.9745155.5121.866实验的再研究：实验的再研究： 在一只锥形瓶中放入在一只锥形瓶中放入一个气球，把气球的开口一个气球，把气球的开口翻在锥形瓶的瓶颈上，如翻在锥形瓶的瓶颈上，如图所示。然后向气球吹气，图所示。然后向气球吹气，将会发生什么现象？为什将会发生什么现象？为什么？么？应用：应用：1.1.一定质量的气体，初态的压强为一定质量的气体，初态的压

10、强为p p0 0 ，体积为，体积为2v2v0 0 。经。经过等温变化，气体的压强和体积发生改变。在下列几种过等温变化，气体的压强和体积发生改变。在下列几种情况中，气体的压强或体积各是初态的几倍？情况中，气体的压强或体积各是初态的几倍？a.a.当压强变为当压强变为 4 4 p p0 0 ， 则体积是则体积是 v v0 0 ；b.b.当压强变为（当压强变为（2/32/3）p p0 0 ，则体积是，则体积是 v v0 0 ；c.c.当体积变为（当体积变为（2/32/3）v v0 0 ，则压强是，则压强是 p p0 0 。233次数次数12345压压 强强( 105pa )1.681.26 1.010

11、.84体积体积(l)1.201.60 2.002.602.400.782.如下表所示是某位学生在做一定质量的气体，如下表所示是某位学生在做一定质量的气体，在温度不变时，压强与体积的关系实验时记录的在温度不变时，压强与体积的关系实验时记录的数据，其中漏了两个数据。则第数据，其中漏了两个数据。则第4次得的体积数次得的体积数据约为据约为_，第，第5次得的压强数据约为次得的压强数据约为_。3.3.如图所示，图线表示一定质量的气体，在温如图所示，图线表示一定质量的气体，在温度不变时，状态变化的关系，其中横坐标轴表度不变时，状态变化的关系，其中横坐标轴表示气体的示气体的_，纵坐标轴表示气体的，纵坐标轴表示气体的_，图线上的图线上的a a点表示气体的一个确定的状态，它的点表示气体的一个确定的状态，它的压强为压强为_ pa_ pa，体积为，体积为_l_l。当。当压强为压强为5 510105 5papa，体积为，体积为_l_l。a体积体积压强压强8x10523.2 v vp p b b a ap p2 2p p1 1 v v2 2 v v1 1 0 0 b b a ap p1 1p p2 2 1/v1/v1 1 1/v1/v2 2p p1/1/v v0 0 b b a a1/p1/p1 11/p1/p2 2v v1 1v v2 21/p1/pv