《气体的等温变化》-完整版课件

气体的等温变化学习目标知道什么是气体的等温变化1

掌握玻意耳定律的内容、公式和条件2

理解气体等温变化的p-V图象的物理意义34知道p-V图上不同温度的等温线如何表示。5会用玻意耳定律进行有关计算。自主学习检查

1、气体的状态参量包括

、

、

三个物理量。2、如图1所示，试求甲、乙、丙中各封闭气体的压强P1、P2、P3、P4

。（已知大气压为p0，液体的密度为ρ，其他已知条件标于图上，且均处于静止状态）p53.封闭气体的汽缸挂在弹簧秤下,弹簧秤的读数为F,已知缸体的质量为M,活塞的质量为m,截面积为S,活塞于汽缸间的摩擦不计,外界大气压强为P0,则汽缸内气体压强p为多少?

隔离活塞：活塞受力情况为：ps+F-mg-p0s=04.如图所示,气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成.活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起,可无摩擦移动.A、B的质量分别为mA,mB,横截面积分别为SA,SB.一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间,活塞外侧大气压强p0。气缸水平放置达到平衡状态如图(a)所示,将气缸竖直放置达到平衡后如图(b)所示.求两种情况下封闭气体的压强.水平时：对活塞AB和细杆进行受力分析有：p0sA-p1sA-p0sB+p1sB=0竖直时：同理可得：p0sA+mAg-p2sA+p2sB+mBg-p0sB=0诱思导学夏天自行车轮胎不能打足气，而冬天则要打足气，为什么？其实，生活中许多现象都表明，气体的压强，体积，温度三个状态量之间一定存在某种关系？究竟是什么关系呢？我们怎么来研究?研究的方法---控制变量法

本节课我们就来研究控制一定质量的某种气体，温度不变的情况下，压强与体积的变化关系。我们称之为等温变化①.我们的研究对象是什么?②.实验需要测量的物理量?③.怎样保证实验过程温度不变?④.怎样保证气体质量不变?⑤.要使密封的气体的压强，体积变化，应如何操作？压强又如何表达？①.注射器内一定质量的气体.②.压强、体积（体积的变化与空气柱的长度有关）③.变化过程十分缓慢、容器透热、环境恒温；手不要握住注射器的外管。④.柱塞上涂上凡士林密封一、探究气体等温变化的规律1.实验装置（一）课本实验⑤.压强增大，体积减小；装置竖直观察实验装置，并回答：①研究哪部分气体？②怎样保证M不变?③A管中气体体积怎样表示？（L·S）④阀门a打开时，A管中气体压强多大？阀门a闭合时A管中气体压强多大？（p0）2.实验装置（二）⑤欲使A管中气体体积减小，压强增大，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的表达式（p=p0+ρgh1）⑥欲使A管中气体体积增大，压强减小，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的表达式（p=p0-ρgh2）⑦实验过程中的恒温是什么温度？为保证A管中气体的温度恒定，在操作B管时应注意什么？（缓慢）次数12345压强(×105Pa)1.681.261.010.840.78体积(L)1.201.602.002.402.603.实验数据4.作图(a)坐标轴选择p1/V·0Vp·0AA(b)描点仔细观察表格的数据，并将坐标上的各点用光滑的曲线连接，发现了什么？（a：V↓→p↑，V↑→p↓；b：是一条光滑的曲线）5.等温变化图象的特点:(2)温度越高,其等温线离原点越远.同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？Vp1230结论:t3>t2>t1(1)等温线是双曲线的一支。6.图象意义(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系(2)点的意义:每一组数据---反映某一状态

(3)结论:

体积缩小到原来的几分之一,压强增大到原来的几倍.体积增大到原来的几倍,它的压强就减小为原来的几分之一.1.内容

一定质量的某种气体在温度不变的情况下,压强跟体积成反比.即pV=C(常量)或p1V1=p2V2。

2.说明

（1）成立条件：质量一定，温度不变，且压强不太大，温度不太低。

（2）pV=C。其中常量C

与气体的种类、质量、温度有关。二、玻意耳定律例1

.将一端封闭的均匀直玻璃管开口向下，竖直插入水银中，当管顶距槽中水银面8cm时，管内水银面比管外水银面低2cm．要使管内水银面比管外水银面高2cm，应将玻璃管竖直向上提起多少厘米？已知大气压强p0支持76cmHg，设温度不变．分析：均匀直玻璃管、U形玻璃管、汽缸活塞中封闭气体的等温过程是三种基本物理模型。在确定初始条件时，无论是压强还是体积的计算，都离不开几何关系的分析，画好初末状态的图形，对解题便会有很大作用．（76+2）×（8+2）s=（76-2）×（x+8-2）s利用：P1V1=P2V2例2

均匀U形玻璃管竖直放置，用水银将一些空气封在A管内，当A、B两管水银面相平时，大气压强支持72cmHg．A管内空气柱长度为10cm，现往B管中注入水银，当两管水银面高度差为18cm时，A管中空气柱长度是多少？注入水银柱长度是多少？分析：如图所示，由于水银是不可压缩的，所以A管水银面上升高度x时，B管原水银面下降同样高度x．那么，当A、B两管水银面高度差为18cm时，在B管中需注入的水银柱长度应为(18+2x)cm．72×10s=（72+18）×（10-x）s利用：P1V1=P2V23.用气体定律解题的步骤（1）．确定研究对象．被封闭的气体(满足质量不变的条件)；（2）．用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；（3）．根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式(本节课中就是玻意耳定律公式)；(4)．将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；(5)．对结果的物理意义进行讨论．小结：一、知识：二、方法：控制变量法1、内容：一