氣體壓強與體積的關系謝貞琦

1、b 氣體壓強與體積的關系氣體壓強與體積的關系_氣體等溫變化氣體等溫變化-玻意耳定律玻意耳定律控制變量的方法：控制變量的方法： 為研究一定質量氣體狀態(tài)變化的規(guī)律，為研究一定質量氣體狀態(tài)變化的規(guī)律，可以假設其中一個參量不變，分析另兩個可以假設其中一個參量不變，分析另兩個量的變化規(guī)律，這種方法是物理研究中常量的變化規(guī)律，這種方法是物理研究中常用的科學方法，叫用的科學方法，叫“控制變量法控制變量法”。 等溫過程：等溫過程： 一定質量的氣體在溫度不變的條一定質量的氣體在溫度不變的條件下，發(fā)生氣體壓強與體積的狀態(tài)變件下，發(fā)生氣體壓強與體積的狀態(tài)變化的過程叫做等溫過程?；倪^程叫做等溫過程。猜想：猜想：一定

2、質量的氣體在溫度不變的情一定質量的氣體在溫度不變的情況下，壓強和體積的定性關系？況下，壓強和體積的定性關系？幾個小實驗幾個小實驗1.呼吸實驗呼吸實驗2.食品袋實驗食品袋實驗3.針筒實驗針筒實驗吸 當我們吸氣時，胸部當我們吸氣時，胸部（ ） （擴張、收（擴張、收縮 ） ，縮 ） ， 胸 內(nèi) 肺 泡 跟 著胸 內(nèi) 肺 泡 跟 著（ ） （擴張、收（擴張、收縮 ） ，縮 ） ， 于 是 肺 的 體 積于 是 肺 的 體 積（ ） （增大、縮（增大、縮小 ） ，小 ） ， 肺 內(nèi) 空 氣 壓 強肺 內(nèi) 空 氣 壓 強（ ） （增大、減（增大、減小），?。?， 從而（從而（ ） （大于、小于）（大于、小于

3、）體外的大體外的大氣壓強，大氣壓將新鮮空氣壓強，大氣壓將新鮮空氣壓入肺中。氣壓入肺中。呼氣原理反之呼氣原理反之擴張擴張擴張擴張增大增大減小減小小于小于 一定質量的氣體，在溫度不變的情一定質量的氣體，在溫度不變的情況下，體積增大，壓強減??；體積減小，況下，體積增大，壓強減小；體積減小，壓強增大。壓強增大。思考：思考：一定質量的氣體在溫度不變的情一定質量的氣體在溫度不變的情況下，壓強和體積的定性關系？況下，壓強和體積的定性關系？某同學在夏天游玩時，看見小河中魚兒戲水時吐出小氣某同學在夏天游玩時，看見小河中魚兒戲水時吐出小氣泡的情景，覺得很美，于是畫了一幅畫，但邊上的同學泡的情景，覺得很美，于是畫了

4、一幅畫，但邊上的同學認為他的畫有不符合物理規(guī)律之處，請根據(jù)你所掌握的認為他的畫有不符合物理規(guī)律之處，請根據(jù)你所掌握的物理知識指出正確的畫法物理知識指出正確的畫法( (用簡單文字表述，不要畫圖），用簡單文字表述，不要畫圖），并指出這樣畫的物理依據(jù)。（氣泡上升過程為等溫過程）并指出這樣畫的物理依據(jù)。（氣泡上升過程為等溫過程）正確畫法：正確畫法：上面的氣泡體積比下面的氣泡體積要逐漸增大上面的氣泡體積比下面的氣泡體積要逐漸增大 一定質量的氣體，在溫度不變的情況下，體積增大，壓強一定質量的氣體，在溫度不變的情況下，體積增大，壓強減?。惑w積減小，壓強增大。減??；體積減小，壓強增大。實驗研究實驗研究（1）研

5、究的是哪一部分氣體）研究的是哪一部分氣體?（2）如何測氣體體積和壓強）如何測氣體體積和壓強?（3）如何保證氣體溫度不變）如何保證氣體溫度不變?（4）如何保證氣體質量不變）如何保證氣體質量不變?（5）如何處理所得的數(shù)據(jù)）如何處理所得的數(shù)據(jù)?密閉在針筒和壓強傳感器前端的氣體密閉在針筒和壓強傳感器前端的氣體針筒的刻度讀數(shù)加上壓強傳感器前端的氣體針筒的刻度讀數(shù)加上壓強傳感器前端的氣體（約（約0.8ml0.8ml）和壓強傳感器讀數(shù)。）和壓強傳感器讀數(shù)。 “ “不用手握針筒不用手握針筒”，“緩慢移動活塞緩慢移動活塞”。實驗中不拔出推針筒活塞，不漏進、漏出氣體。實驗中不拔出推針筒活塞，不漏進、漏出氣體。圖像

6、法或表格法。圖像法或表格法。實實驗驗研研究：究：實驗結論：實驗結論： 一定質量的氣體，在溫度不一定質量的氣體，在溫度不變時，壓強變時，壓強p和體積和體積v成反比。成反比。 羅伯特羅伯特玻意耳（玻意耳（robert boyle，1627年年1691年），愛爾蘭自然哲學家，在化學和物理學研究上都有年），愛爾蘭自然哲學家，在化學和物理學研究上都有杰出貢獻。杰出貢獻。 在英國，玻意耳是最先開展氣體力學研究的學者之一，在英國，玻意耳是最先開展氣體力學研究的學者之一，并且由于研究氣體性質而聞名。并且由于研究氣體性質而聞名。 1654年玻意耳遷居牛津，在牛津大學建立了自己的實年玻意耳遷居牛津，在牛津大學建立

7、了自己的實驗室，聘請羅伯特驗室，聘請羅伯特胡克為助手開始對氣體和燃燒進行胡克為助手開始對氣體和燃燒進行研究。研究。 1657年他在胡克的輔助下對奧托年他在胡克的輔助下對奧托格里克發(fā)明的氣泵格里克發(fā)明的氣泵進行改進。進行改進。1659年制成了年制成了“玻意耳機器玻意耳機器”和和“風力發(fā)風力發(fā)動機動機”。接下來他用這一裝置對氣體性質進行了研究，。接下來他用這一裝置對氣體性質進行了研究，并于并于1660年發(fā)表對這一設備的研究成果。玻意耳闡明年發(fā)表對這一設備的研究成果。玻意耳闡明了在溫度一定的條件下氣體的壓強與體積成反比的這一了在溫度一定的條件下氣體的壓強與體積成反比的這一氣體性質。這一定律被稱為玻意

8、耳定律。氣體性質。這一定律被稱為玻意耳定律。 這是人類歷史上第一個被發(fā)現(xiàn)的這是人類歷史上第一個被發(fā)現(xiàn)的“定律定律”。玻意耳介紹：玻意耳介紹：玻意耳定律：玻意耳定律：內(nèi)容：內(nèi)容： 一定質量的某種氣體，在溫度保一定質量的某種氣體，在溫度保持不變的情況下，壓強持不變的情況下，壓強p與體積與體積v成成反比。即：反比。即：表達式：表達式：p v常量常量 p1v1=p2v2用用dis研究一定質量氣體在溫度不變時，壓強與體積關系的研究一定質量氣體在溫度不變時，壓強與體積關系的實驗。下表中最后一組數(shù)據(jù)偏差較大，其可能原因是（實驗。下表中最后一組數(shù)據(jù)偏差較大，其可能原因是（ ）a.實驗時環(huán)境溫度增大實驗時環(huán)境溫

9、度增大b.實驗時注射器內(nèi)的空氣向外發(fā)生泄漏實驗時注射器內(nèi)的空氣向外發(fā)生泄漏實驗次數(shù)實驗次數(shù)壓強壓強p（kpa）體積體積v（cm3）pv（pam3）199.5201.9902108.5181.9533123.5161.9764141.0141.9745155.5121.866實驗的再研究：實驗的再研究： 在一只錐形瓶中放入在一只錐形瓶中放入一個氣球，把氣球的開口一個氣球，把氣球的開口翻在錐形瓶的瓶頸上，如翻在錐形瓶的瓶頸上，如圖所示。然后向氣球吹氣，圖所示。然后向氣球吹氣，將會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什將會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？么？應用：應用：1.1.一定質量的氣體，初態(tài)的壓強為一定質量的氣體，初態(tài)的壓

10、強為p p0 0 ，體積為，體積為2v2v0 0 。經(jīng)。經(jīng)過等溫變化，氣體的壓強和體積發(fā)生改變。在下列幾種過等溫變化，氣體的壓強和體積發(fā)生改變。在下列幾種情況中，氣體的壓強或體積各是初態(tài)的幾倍？情況中，氣體的壓強或體積各是初態(tài)的幾倍？a.a.當壓強變?yōu)楫攭簭娮優(yōu)?4 4 p p0 0 ， 則體積是則體積是 v v0 0 ；b.b.當壓強變?yōu)椋ó攭簭娮優(yōu)椋?/32/3）p p0 0 ，則體積是，則體積是 v v0 0 ；c.c.當體積變?yōu)椋ó旙w積變?yōu)椋?/32/3）v v0 0 ，則壓強是，則壓強是 p p0 0 。233次數(shù)次數(shù)12345壓壓 強強( 105pa )1.681.26 1.010

11、.84體積體積(l)1.201.60 2.002.602.400.782.如下表所示是某位學生在做一定質量的氣體，如下表所示是某位學生在做一定質量的氣體，在溫度不變時，壓強與體積的關系實驗時記錄的在溫度不變時，壓強與體積的關系實驗時記錄的數(shù)據(jù)，其中漏了兩個數(shù)據(jù)。則第數(shù)據(jù)，其中漏了兩個數(shù)據(jù)。則第4次得的體積數(shù)次得的體積數(shù)據(jù)約為據(jù)約為_，第，第5次得的壓強數(shù)據(jù)約為次得的壓強數(shù)據(jù)約為_。3.3.如圖所示，圖線表示一定質量的氣體，在溫如圖所示，圖線表示一定質量的氣體，在溫度不變時，狀態(tài)變化的關系，其中橫坐標軸表度不變時，狀態(tài)變化的關系，其中橫坐標軸表示氣體的示氣體的_，縱坐標軸表示氣體的，縱坐標軸表示氣體的_，圖線上的圖線上的a a點表示氣體的一個確定的狀態(tài)，它的點表示氣體的一個確定的狀態(tài)，它的壓強為壓強為_ pa_ pa，體積為，體積為_l_l。當。當壓強為壓強為5 510105 5papa，體積為，體積為_l_l。a體積體積壓強壓強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