氣體的等溫變化

1、氣體的等溫變化成化高級(jí)中學(xué)王加元目標(biāo)導(dǎo)航1知道什么是氣體的等溫變化。2掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式。3理解 p-V 圖上等溫變化的圖象及其物理意義。4知道 p-V 圖上不同溫度的等溫線如何表示。5會(huì)用玻意耳定律進(jìn)行計(jì)算。誘思導(dǎo)學(xué)夏天自行車輪胎不能打足氣，而冬天則要打足氣，為什么？其實(shí)， 生活中許多現(xiàn)象都表明，氣體的壓強(qiáng)， 體積，溫度三個(gè)狀態(tài)量之間一定存在某種關(guān)系？究竟是什么關(guān)系呢？研究的方法 -控制變量法本節(jié)課我們就來研究控制一定質(zhì)量的某種氣體，溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積的變化關(guān)系。我們稱之為等溫變化探究：等溫變化的規(guī)律如圖我們用注射器來研究怎樣實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的等溫變化1 變化過程十分緩慢2 容器

2、透熱3 環(huán)境恒溫研究題目： 一定質(zhì)量的某種氣體，溫度不變，當(dāng)體積縮小時(shí)，壓強(qiáng)有什么變化？你怎么體會(huì)到的？當(dāng)體積增大時(shí)，壓強(qiáng)有什么變化？你怎么體會(huì)到的？強(qiáng)調(diào)： 實(shí)驗(yàn)過程中，手不要握住注射器的外管引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)：一定質(zhì)量的某種氣體，溫度不變，當(dāng)體積縮小時(shí)，壓強(qiáng)增大，氣體體積增大時(shí)壓強(qiáng)減小猜想： 可能壓強(qiáng)和體積成反比用玻意耳定律演示器來演示。打開課本看實(shí)驗(yàn)注意：、怎樣保證氣體的質(zhì)量是一定的？（密封好） 、我們研究的是那一部分氣體？它的體積如何表示？ 、要使密封的氣體的壓強(qiáng)增大，體積減小，或是壓強(qiáng)減小，體積增大，應(yīng)如何操作？密封氣體的壓強(qiáng)又如何表達(dá)？、實(shí)驗(yàn)過程中的恒溫是什么溫度？為保證恒溫，在操作中應(yīng)注

3、意什么？（緩慢，手不能與左側(cè)玻璃管接觸。）、除了上述應(yīng)注意的問題外，還應(yīng)注意什么事情？（要始終保持裝置豎直，注意正確讀數(shù)。）通過實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)壓強(qiáng)和體積確實(shí)成反比關(guān)系1玻意耳定律（ 1）等溫變化：氣體在溫度不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化。（ 2）玻意耳定律：一定質(zhì)量的某種氣體在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)跟體積成反比，即pV=C(常量 ) 或 p 1V1=p2V2。點(diǎn)撥 ：（1）玻意耳定律是實(shí)驗(yàn)定律， 由英國(guó)科學(xué)家玻意耳和法國(guó)科學(xué)家馬略特各自通過實(shí)驗(yàn)獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的。（ 2）成立條件：質(zhì)量一定，溫度不變，且壓強(qiáng)不太大，溫度不太低。（ 3） pV=C。其中常量 C 與氣體的質(zhì)量、種類、溫度有關(guān)。2等溫線（ 1）

4、一定質(zhì)量的某種氣體在等溫變化過程中壓強(qiáng)p 跟體積 V 的反比關(guān)系，在p-V 直角坐標(biāo)系中表示出來的圖線叫等溫線。（ 2）一定質(zhì)量的氣體等溫線的p-V 圖是雙曲線的一支。（ 3）等溫線的物理意義：圖線上的一點(diǎn)表示氣體的一個(gè)確定的狀態(tài)。同一條等溫線上各狀態(tài)的溫度相同， p 與 V 的乘積相同。不同溫度下的等溫線，離原點(diǎn)越遠(yuǎn)，溫度越高。典例探究例 1 如圖 8.1 3，試求甲、乙、丙中各封閉氣體的壓強(qiáng)P1、 P2、 P3、 P4 。（已知大氣壓為p0，液體的密度為，其他已知條件標(biāo)于圖上，且均處于靜止?fàn)顟B(tài)）圖 8.1 3例 2將一端封閉的玻璃管插入水銀槽內(nèi)，內(nèi)封一定質(zhì)量的氣體。若將管略壓下一些，下述說

5、法正確的是 ( )a玻璃管內(nèi)氣體體積擴(kuò)大b玻璃管內(nèi)氣體體積縮小c管內(nèi)外水銀面高度差減小d管內(nèi)外水銀面高度差增大例 3一個(gè)氣泡由湖面下20m深處上升到湖面下10m深處，它的體積約變?yōu)樵瓉淼捏w積的（溫度不變，水的密度為1.0 103kg/m3， g 取 10m/s2）（）A3倍B2倍C1.5 倍D0.7倍例 4.如圖 8.1 2 所示， A、B 是一定質(zhì)量的理想氣體在兩條等溫線上的兩個(gè)狀態(tài)點(diǎn)，這兩點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O 和對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸上的VA、VB 坐標(biāo)所圍成的三角形面積分別為SA 、 SB，對(duì)應(yīng)溫度分別為 TA和 TB, 則 （）A.SA SBTATBB.SA = SBTATBC.SA SBTA SBTA

6、TB例 5. 一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A 變到狀態(tài) B 的過程如圖8.1 7 所示， A、 B 位于同一雙曲線上，則此變化過程中，溫度（）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 5. 豎直倒立的 U 形玻璃管一端封閉，另一端開口向下，如圖 8.1 9 所示，用水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體，在保持溫度不變的情況下，假設(shè)在管子的D 處鉆一小孔，則管內(nèi)被封閉的氣體壓強(qiáng)p 和氣體體積 V 變化的情況為：（）A、 p、V 都不變B、V 減小， p 增大C、 V 增大， p 減小D、無法確定圖 8.12圖 8.17圖 8.19多維鏈接1. 用來描述氣體狀態(tài)的體積、壓強(qiáng)、溫度這三個(gè)物理量叫

7、氣體的狀態(tài)參量。（ 1）溫度表示物體的冷熱程度。從分子動(dòng)理論來看，標(biāo)志著物體內(nèi)部分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。 其表示有攝氏溫標(biāo)， 熱力學(xué)溫標(biāo)， 華氏溫標(biāo)等，其中熱力學(xué)溫標(biāo)是國(guó)際單位。（ 2）體積：氣體的體積是指氣體分子所充滿的容器的容積，即氣體所能到達(dá)的空間。（ 3）壓強(qiáng)：氣體的壓強(qiáng)是氣體分子頻繁的碰撞器壁而產(chǎn)生的。2. 氣體壓強(qiáng)的計(jì)算：（ 1）容器靜止時(shí)氣體壓強(qiáng)的計(jì)算：連通器原理：在連通器中同一種靜止液體（中間液體不間斷） 的同一水平面上壓強(qiáng)相等。 由液體或固體封閉的氣體的壓強(qiáng)： 對(duì)液體或固體進(jìn)行受力分析，列平衡方程。（ 2）當(dāng)氣體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，要恰當(dāng)選取研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，依據(jù)牛頓第二定

8、律求出被封閉氣體的壓強(qiáng)。 02下滑。圖 8.112a. 一定質(zhì)量的氣體， 它的體積、 壓強(qiáng)、溫度的變化是相互聯(lián)系的， 對(duì)于一定質(zhì)量的氣體來說，這三個(gè)量不變， 我們說氣體處于一定的狀態(tài)中； 如果三個(gè)量中有兩個(gè)改變或三個(gè)都發(fā)生改變，我們說氣體狀態(tài)發(fā)生了變化。 （只有一個(gè)量發(fā)生變化是不可能的，為什么？）b. 把打氣筒的出口堵住， 往下壓打氣筒的活塞， 會(huì)感到越往下壓越費(fèi)勁，怎樣解釋這個(gè)現(xiàn)象？解析：打氣筒的出口堵住后，筒內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的空氣，往下壓打氣筒的活塞，可將其近似的看成溫度不發(fā)生改變（實(shí)際上溫度有一點(diǎn)變化），越往下壓活塞，氣體的體積越小，根據(jù)玻意耳定律，這時(shí)壓強(qiáng)增大，越往下壓越費(fèi)勁。c. 現(xiàn)有一刻度尺， 足量的水銀， 氣壓計(jì)， 注射器和一個(gè)固定在鐵架臺(tái)上的一端封閉的U形玻璃管（管的各處粗細(xì)均勻）。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)利用上述器材驗(yàn)證玻意耳定律的實(shí)驗(yàn)步驟。（ 1）用氣壓計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)的大氣壓強(qiáng)；（ 2）用刻度尺測(cè)如圖 8.1 13 所示的長(zhǎng)度 L、 H；（ 3）注射器用來抽取管