2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理選擇性必修3 第2章氣體固體和液體第2節(jié)氣體的等溫變化課件

氣體的等溫變化打足氣的自行車在烈日下暴曬，常常會(huì)爆胎，為什么？車胎內(nèi)的氣體因溫度升高而壓強(qiáng)增大，體積膨脹。一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下其壓強(qiáng)與體積變化時(shí)的關(guān)系。熱力學(xué)溫度T(K)體積V(L、mL)壓強(qiáng)p(Pa)生活中許多現(xiàn)象都表明：之間存在著一定的聯(lián)系?？刂谱兞糠ǎ骸練怏w的等溫變化】實(shí)驗(yàn)：探究氣體等溫變化的規(guī)律注射器下端的開口有橡膠套，它與柱塞一起把一段空氣柱封閉在玻璃管中。研究對(duì)象：空氣柱實(shí)驗(yàn)過程中空氣柱的質(zhì)量不會(huì)變化。實(shí)驗(yàn)中如果空氣柱體積變化不太快，它的溫度大致等于環(huán)境溫度，也不會(huì)發(fā)生明顯的變化。等溫過程：實(shí)驗(yàn)：探究氣體等溫變化的規(guī)律2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集方法空氣柱的壓強(qiáng)P：壓力表讀出空氣柱的長度L：玻璃管側(cè)刻度尺上讀出空氣柱的體積V：空氣柱長度LX空氣柱的橫截面積S用手把柱塞向下壓或向上拉，讀出體積與壓強(qiáng)的幾組數(shù)據(jù)3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理氣體狀態(tài)參量12345氣體體積V/cm3氣體的壓強(qiáng)p/Kpa12149.216122.628101.02085.82474.6容易發(fā)現(xiàn)：空氣柱的體積越小，壓強(qiáng)就越大。猜想：空氣柱的壓強(qiáng)是否跟體積成反比的？雙曲線P∝1/VPV=C過原點(diǎn)的直線實(shí)驗(yàn)：探究氣體等溫變化的規(guī)律3、要考慮的問題1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，為了找到體積與壓強(qiáng)的關(guān)系，是否一定要測(cè)量空氣柱的橫截面積？2）用刻度尺檢查可以發(fā)現(xiàn)，玻璃管外側(cè)的刻度盡管是均勻的，但并非準(zhǔn)確的等于1cm,2cm,3cm……這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性是否有影響？V1:V2=SL1:SL2=L1:L2無影響。因?yàn)榭潭染鶆?，所以L1:L2即長度比就等于刻度標(biāo)識(shí)的讀數(shù)比，不受影響由于注射器是圓柱形的，橫截面積不變，所以只需測(cè)出空氣柱的長度即可實(shí)驗(yàn)：探究氣體等溫變化的規(guī)律3)實(shí)驗(yàn)中如何保證氣體溫度不變？①改變氣體體積時(shí)，要緩慢進(jìn)行，等穩(wěn)定后再讀出氣體壓強(qiáng)，以防止氣體體積變化太快，氣體的溫度發(fā)生變化．②實(shí)驗(yàn)過程中，不用手接觸注射器的圓筒以防止圓筒從手上吸收熱量，引起內(nèi)部氣體溫度變化.用傳感器和計(jì)算機(jī)探究氣體等溫變化的規(guī)律同學(xué)們?nèi)菀左w會(huì)到，傳感器和計(jì)算機(jī)可以使許多物理實(shí)驗(yàn)做的更準(zhǔn)確，更迅速，可見信息技術(shù)對(duì)于科學(xué)進(jìn)步的重要意義。玻意耳定律(又名：玻馬定律)英國物理學(xué)家玻意耳和法國物理學(xué)家馬略特各自通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：一定質(zhì)量某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比。公式表述：pV

=C（C是常數(shù)）或p1V1

=

p2V2其中P1，V1和P2，V2分別表示氣體在1，2兩個(gè)狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積條件:一定質(zhì)量氣體且溫度不變適用范圍：氣體溫度不太低，壓強(qiáng)不太大在不同溫度下，對(duì)不同的氣體做等溫變化探究實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明：C與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關(guān)。對(duì)一定質(zhì)量的某種氣體：溫度不變，C不變；對(duì)一定質(zhì)量的某種氣體：溫度越高，C越大．PV=C對(duì)一定質(zhì)量的某種氣體，溫度不變,C不變；溫度越高，C越大．p1/V0PV

=CS（面積）=CVp0等溫線P

/(1/V)=CK（斜率）=C等溫線一定質(zhì)量氣體，不同溫度下的等溫線是不同的。Vp0T1T21/Vp0T3T4判斷T1______T2判斷T3______T4Vp0T1T2判斷T1______T2PV

=CVp0S（面積）=CPV=C對(duì)一定質(zhì)量的某種氣體，溫度不變,C不變；溫度越高，C越大．<1/Vp0T3T4判斷T3______T4p1/V0P

/(1/V)=CK（斜率）=C等溫線>PV=C對(duì)一定質(zhì)量的某種氣體，溫度不變,C不變；溫度越高，C越大．例：如圖所示是一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的p－V圖象，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體分子平均速率的變化情況是(

)A．一直保持不變B．一直增大C．先減小后增大D．先增大后減小由圖象可知，pAVA＝pBVB，所以A、B兩狀態(tài)的溫度相等，在同一等溫線上．D溫度越高，該恒量C越大．分子平均速率分子平均動(dòng)能溫度先升后降先大后小先大后小例：如圖所示為某壓縮式噴霧器儲(chǔ)液桶，其容量是5.7×10－3m3，往桶內(nèi)倒入4.2×10－3m3的藥液后開始打氣，假設(shè)打氣過程中藥液不會(huì)向外噴出．如果每次能打進(jìn)2.5×10－4m3的空氣，（1）要使噴霧器內(nèi)空氣的壓強(qiáng)達(dá)到4atm，應(yīng)打氣幾次？（2）這個(gè)壓強(qiáng)能否使噴霧器內(nèi)的藥液全部噴完？(設(shè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1atm，打氣過程中不考慮溫度的變化)（1）要使噴霧器內(nèi)空氣的壓強(qiáng)達(dá)到4atm，應(yīng)打氣幾次？(設(shè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1atm，打氣過程中不考慮溫度的變化)4.2×10－3m3V5.7×10－3m32.5×10－4m32.5×10－4m32.5×10－4m32.5×10－4m32.5×10－4m3………………變質(zhì)量問題一定質(zhì)量氣體的等溫變化p0p0p0p0p0p04p0由玻意耳定律得:p0V＋

p0×N×(2.5×10－4m3)＝

4p0VV＝5.7×10－3m3－4.2×10－3m3＝1.5×10－3m3N＝18一定質(zhì)量氣體的等溫變化（2）這個(gè)壓強(qiáng)能否使噴霧器內(nèi)的藥液全部噴完？假設(shè)空氣完全充滿藥桶后（即液體全部噴完）如果空氣壓強(qiáng)P仍然大于大氣壓，則藥液可以全部噴出，否則不能完全噴出．4.2×10－3m3V5.7×10－3m35.7×10－3m34p0V＝p×5.7×10－3p＝1.053p0＞p0所以藥液可以全部噴出．4p0p＝1.5×10－3m3由玻意耳定律得:例：容積V＝20L的鋼瓶充滿氧氣后，壓強(qiáng)p＝30atm，打開鋼瓶閥門，讓氧氣分裝到容積為V′＝5L的小瓶中去，小瓶子已抽成真空．分裝完成后，每個(gè)小鋼瓶的壓強(qiáng)p′＝2atm.在分裝過程中無漏氣現(xiàn)象，且溫度保持不變，那么最多可能裝的瓶數(shù)是(

)A．4瓶

B．50瓶C．56瓶

D．60瓶p＝30atmV＝20L。。。。。V′＝5LV′＝5LV′＝5L變質(zhì)量的問題。。。。。V′＝5LV′＝5LV′＝5Lp′＝2atmp′＝2atmp′＝2atmp′＝2atmV＝20L一定質(zhì)量氣體的等溫變化pV＝p′V＋

p′nV′由玻意耳定律得:分裝過程中無漏氣現(xiàn)象，且溫度保持不變，那么最多可能裝的瓶數(shù)是(

)A．4瓶B．50瓶C．56瓶

D．60瓶C一定質(zhì)量氣體的等溫變化1．(多選)如圖所示，在一端封閉的玻璃管中，用一段水銀將管內(nèi)氣體與外界隔絕，管口向下放置，若將管傾斜，待穩(wěn)定后呈現(xiàn)的物理現(xiàn)象是(

)A．封閉端內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大B．封閉端內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小C．封閉端內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變D．封閉端內(nèi)氣體的體積減小2．（單選）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)樵瓉眢w積的(溫度不變)(

)A．3倍 B．2倍C．1.5倍 D．0.7倍3．用打氣筒將壓強(qiáng)為1atm的空氣打進(jìn)自行車胎內(nèi)，如果打氣筒容積ΔV＝500cm3，輪胎容積V＝3L，原來壓強(qiáng)p＝1.5atm.現(xiàn)要使輪胎內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)閜′＝4atm，問用這個(gè)打氣筒要打氣幾次(設(shè)打氣過程中空氣的溫度不變)(

)A．5 B．10C．15 D．20家庭作業(yè)4.如圖所示，兩端開口、粗細(xì)均勻的玻璃管豎直插入水銀槽中，管中有一段水銀柱高為h1，將一定質(zhì)量的氣體封閉在管內(nèi)，此時(shí)