氣體的等溫變化1

1、氣體的等溫變化氣體的等溫變化2014 / 06 / 032、如何確定氣體的狀態(tài)參量呢？、如何確定氣體的狀態(tài)參量呢？溫度（溫度（ T T ）、體積（）、體積（ V V ）和壓強(qiáng)（）和壓強(qiáng)（ p p ）1、描述氣體的狀態(tài)參量有哪些？、描述氣體的狀態(tài)參量有哪些？溫度（溫度（ T T ）-溫度計(jì)溫度計(jì)體積（體積（ V V ）-容器的容積容器的容積壓強(qiáng)（壓強(qiáng)（ p p ）-氣壓計(jì)氣壓計(jì)hABhDChp0pp=p0+hp=p0-hp=p0-h前提測評(píng)前提測評(píng)如圖如圖1所示，試求甲、乙、丙中各封閉氣體的壓強(qiáng)所示，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。（已知大氣壓為p0，液

2、體的密度為，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)）其他已知條件標(biāo)于圖上，且均處于靜止?fàn)顟B(tài)）探究方法：探究方法： 控制變量法控制變量法控制變量法：控制變量法：在實(shí)驗(yàn)中研究三個(gè)物理量的關(guān)在實(shí)驗(yàn)中研究三個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，先保持一個(gè)量不變，研究另外兩個(gè)系時(shí)，先保持一個(gè)量不變，研究另外兩個(gè)量的關(guān)系；然后再保持另一個(gè)量不變，研量的關(guān)系；然后再保持另一個(gè)量不變，研究剩余兩個(gè)量的關(guān)系，最后把研究結(jié)果結(jié)究剩余兩個(gè)量的關(guān)系，最后把研究結(jié)果結(jié)合起來，這種方法叫做控制變量法合起來，這種方法叫做控制變量法基礎(chǔ)知識(shí)：基礎(chǔ)知識(shí)：等溫變化：等溫變化： 氣體在溫度不變的狀態(tài)下，氣體在溫度不變的狀態(tài)下，發(fā)生的變化

3、叫做等溫變化。發(fā)生的變化叫做等溫變化。猜想猜想如圖我們用注射器來研究 我們的研究對(duì)象是什么我們的研究對(duì)象是什么? ?一定質(zhì)量的氣體一定質(zhì)量的氣體, ,一定質(zhì)量怎么一定質(zhì)量怎么實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)? ?怎樣實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的等溫變化?變化過程十分緩慢緩慢 容器透熱透熱 環(huán)境恒溫恒溫研究題目：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)：強(qiáng)調(diào)：實(shí)驗(yàn)過程中，手不要握住注射器的外管小結(jié)：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 壓強(qiáng)和體積成反比壓強(qiáng)和體積成反比 討論回答：討論回答：（1

4、1）研究的是哪一部分氣體）研究的是哪一部分氣體? ?（3 3）如何測）如何測 V V ? ?（4 4）如何測量）如何測量p p？如何改變？如何改變 p p ? ?氣壓計(jì)氣壓計(jì)測量空氣柱的長度測量空氣柱的長度（2 2）如何保證封閉氣體的溫度不變）如何保證封閉氣體的溫度不變? ?不能用手觸摸玻璃管不能用手觸摸玻璃管探究結(jié)論：探究結(jié)論： 玻意耳定律玻意耳定律一定質(zhì)量一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度保的理想氣體，在溫度保持不變的情況下，壓強(qiáng)持不變的情況下，壓強(qiáng)p p與與V V成反成反比，或壓強(qiáng)比，或壓強(qiáng)P P與體積與體積V V的乘積保持的乘積保持不變，即：不變，即：PV=PV=常量常量玻意耳定律 1）等溫變

5、化：氣體在氣體在溫度不變溫度不變的情況下發(fā)生的狀的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化。態(tài)變化。2）玻意耳定律：一定質(zhì)量一定質(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 p1V1=p2V2。點(diǎn)撥點(diǎn)撥（1）玻意耳定律是實(shí)驗(yàn)定律，由英國科學(xué)家玻意耳 和法國科學(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)質(zhì)量一定，溫度不變，且壓強(qiáng)不太大，溫度不太低。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)。p pV V0 0氣體等溫變化的氣體等溫變化的p-v圖像圖像t1t2等溫線（1）一定質(zhì)量的某種氣體在等溫一定質(zhì)量的某種氣體在等溫

6、變化過程中壓強(qiáng)變化過程中壓強(qiáng)p跟體積跟體積V的反的反比關(guān)系，在比關(guān)系，在p-V 直角坐標(biāo)系中直角坐標(biāo)系中表示出來的圖線叫等溫線。表示出來的圖線叫等溫線。（2）一定質(zhì)量的氣體等溫線的一定質(zhì)量的氣體等溫線的p-V圖是圖是雙曲線雙曲線的一支的一支。（3）等溫線的物理意義等溫線的物理意義：圖線上圖線上的一點(diǎn)表示氣體的一個(gè)確的一點(diǎn)表示氣體的一個(gè)確定的狀態(tài)。同一條等溫線定的狀態(tài)。同一條等溫線上各狀態(tài)的溫度相同，上各狀態(tài)的溫度相同，p與與V 的乘積相同。不同溫的乘積相同。不同溫度下的等溫線，離原點(diǎn)越度下的等溫線，離原點(diǎn)越遠(yuǎn)，溫度越高。遠(yuǎn)，溫度越高。 例題例題1：一定質(zhì)量氣體的體積是一定質(zhì)量氣體的體積是20L

7、20L時(shí)，壓時(shí)，壓強(qiáng)為強(qiáng)為1 110105 5PaPa。當(dāng)氣體的體積減。當(dāng)氣體的體積減小到小到16L16L時(shí)，壓強(qiáng)為多大？設(shè)氣體時(shí)，壓強(qiáng)為多大？設(shè)氣體的溫度保持不變。的溫度保持不變。 答案：答案： 1.2510 5Pa利用玻意耳定律解題的基本思路利用玻意耳定律解題的基本思路（1 1）明確研究對(duì)象；）明確研究對(duì)象；（2 2）分析過程特點(diǎn)，判斷為等溫過程；）分析過程特點(diǎn)，判斷為等溫過程； （3 3）列出初、末狀態(tài)的）列出初、末狀態(tài)的p p、V V值；值；（4 4）根據(jù)）根據(jù)p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2列式求解；列式求解；（5 5）討論結(jié)果。）討論結(jié)果。例例1一個(gè)氣泡由湖面下一

8、個(gè)氣泡由湖面下20m深處上升到深處上升到湖面下湖面下10m深處，它的體積約變?yōu)樵瓉砩钐帲捏w積約變?yōu)樵瓉淼捏w積的（溫度不變，水的密度為的體積的（溫度不變，水的密度為1.0103kg/m3，g取取10m/s2） （ ）A3倍倍 B2倍倍 C1.5倍倍 D0.7 倍倍C例例2. 如圖如圖2所示，所示，A、B 是一定質(zhì)量的理想氣體是一定質(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)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)原點(diǎn)O 和對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸上的和對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸上的VA、VB坐標(biāo)所圍成的坐標(biāo)所圍成的三角形面積分別為三角形面積分別為SA 、SB，對(duì)應(yīng)溫度分別為，對(duì)應(yīng)溫度分別為TA和和TB,則則

9、 （ ） A.SA SB TA TB B.SA = SB TA TB C.SA SB TA SB TA TB 圖2C例例3.一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)變到狀態(tài)B的過程如的過程如圖圖3所示，所示，A、B位于同一雙曲線上，則此變化位于同一雙曲線上，則此變化過程中，溫度過程中，溫度 （ ）A、一直下降、一直下降 B、先上升后下降、先上升后下降 C、先下降后上升、先下降后上升 D、一直上升、一直上升 圖3B例例4.豎直倒立的豎直倒立的U形玻璃管形玻璃管一端封閉，另一端開口向下，一端封閉，另一端開口向下，如圖如圖4所示，用水銀柱封閉所示，用水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體，在保一定質(zhì)量的理想氣體，在保持溫度不變的情況下，假設(shè)持溫度不變的情況下，假設(shè)在管子的在管子的D處鉆一小孔，則處鉆一小孔，則管內(nèi)被封閉的氣體壓強(qiáng)管內(nèi)被封閉的氣體壓強(qiáng)p和和氣體體積氣體體積V變化的情況為：變化的情況為： （ ）A、p、V都不變都不變 B、V減小，減小，p增大增大 C、V增大，增大，p減小減小 D、無法確定、無法確定 圖4B例例5將一端封閉的玻璃管開口向下插入水銀將一端封閉的玻璃管開口向下插入水銀槽內(nèi)，內(nèi)封一定質(zhì)量的氣體。若將管略壓槽內(nèi)，內(nèi)封一定質(zhì)量的氣體。若將管略壓下一些，下述說法正確的是下