2.2气体的等温变化课件-高二下学期物理人教版选择性

第二章气体、固体和液体第2节气体的等温变化

联系生活实际思考【思考】1.你能说一下乒乓球内气体状态参量p、v、T是怎样变化的吗？2.在刚才的实验中三个状态参量都发生了变化，如果我们要研究某两个状态参量的关系，我们应该如何做呢？比如只研究p与v的直接的关系。

一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系，叫做气体的等温变化。

一、探究气体等温变化的规律1.实验思路：

利用注射器选取一段空气柱为研究对象，如图，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭。在实验过程中，利用控制变量法，保持温度不变，探究压强和体积的关系。2.物理量的测量：

需要测量空气柱的体积V和空气柱的压强p。空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V。空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。

思考与讨论：

①

研究的是哪一部分气体?

②

怎样保证T不变?管内的气体，可用涂有润滑油的塞子封闭住。不能用手触摸玻璃管或改变气体体积过程要缓慢进行。3.实验过程演示：4.数据处理：5.结

论：一定质量的某种气体在温度不变的情况下，压强P与体积V成反比。6.实验注意事项①气体体积的改变要缓慢进行,保证温度不变②柱塞事先要涂好润滑油，保证装置的气密性③实验过程中，不要用手接触注射器的圆筒,保证温度不变④在这个实验中，由于气体体积与长度成正比，因此研究气体的体积与压强的关系时，不需要测量空气柱的横截面积.

二、玻意耳定律1.内容：

一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p

与体积V

成反比。2.公式：pV=C(常数)或

p1V1

=

p2V2

C与气体的种类、质量、温度有关。

对一定质量的某种气体：温度不变，C不变

对一定质量的某种气体：温度越高，C越大

相当于大气压几倍的压强都可以算作“压强不太大”

零下几十摄氏度的温度也可以算作“温度不太低”

多了解一点：

PV

=

C

=

nRT

n为气体物质的量R为气体常数(定值)3.公式应用注意事项：①

研究对象:一定质量的气体②

适用条件:温度保持恒定③

适用范围:温度不太低（与室温相比），压强不太大（与大气压相比）面积

S表示什么？4.图像（等温线）：①P-V图像s面积

S=PV

=

C

=

nRT

T1T2同一条等温线上的各点温度相同，即p与V乘积相同.等温线上的某点表示气体的一个确定状态.一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积越大，等温线离原点越远。（图中T1<T2）【思考】一定质量的气体在T1、T2时的等温线如图，请比较T1、T2大小关系。②p－1/V图像【特点】（1）斜率越大，PV乘积越大，温度越高。（2）一定质量气体，不同温度下的等温线是不同的。斜率：K=P/(

1/V

)

=

PV

=

C

【思考】一定质量的气体在T1、T2时的等温线如图，请比较T1、T2大小关系。T1<T2气体体积一定时，分子的数密度一定，温度越高，分子无规则运动越剧烈，气体压强越大。所以T1<T2。

三、封闭气体压强的分析与计算1.静止或匀速运动系统中压强的计算方法(1)力平衡法：选取与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强。(2)连通器原理：在连通器中，同一种液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强相等，如图中同一液面C、D处压强相等，pA＝p0＋ph。2.

容器变速运动时封闭气体压强的计算

当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱、汽缸或活塞为研究对象，并对其进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强。

例：当竖直放置的玻璃管向上加速运动时，对液柱受力分析有：

pS-p0S-mg＝ma

【例1】一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（

B

）

A、一直下降B、先上升后下降

C、先下降后上升D、一直上升【例2】某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。关于该实验的操作，下列说法正确的是（

B

）A．柱塞上涂油的目的是为了减小摩擦，便于推拉柱塞B．柱塞与注射器之间的摩擦不影响压强的测量C．为了方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞D．实验中，为找到体积与压强的关系，需要测量柱塞的横截面积【例3】一定质量的气体在温度保持不变时，压强增大到原来的4倍，则气体的体积变为原来的（

D）A．4 B．2 C．1/2

D．1/4【例4】如图，开口向上且足够长的玻璃管竖直放置，管内长为5cm的水银柱封闭了一段长为6cm的气柱。保持温度不变，将管缓慢转动至水平位置，气柱长度变为（大气压强为75cmHg）（

C）A．5.6cm B．6.0cm C．6.4cm D．7.1cm【例5】气缸倒挂在天花板上，用光滑的活塞密封一定量的气体，活塞下悬挂一个沙漏，保持温度不变，在沙缓慢漏出的过程中，气体的（

B）A．压强变大，体积变大B．压强变大，体积变小C．压强变小，体积变大D．压强变小，体积变小【例6】在一个温度可视为不变的水池中，一个气泡从水底缓慢向上浮起，则在气泡上升的过程中，气