2.2氣體的等溫變化課件-高二下學(xué)期物理人教版選擇性

第二章氣體、固體和液體第2節(jié)氣體的等溫變化

聯(lián)系生活實際思考【思考】1.你能說一下乒乓球內(nèi)氣體狀態(tài)參量p、v、T是怎樣變化的嗎？2.在剛才的實驗中三個狀態(tài)參量都發(fā)生了變化，如果我們要研究某兩個狀態(tài)參量的關(guān)系，我們應(yīng)該如何做呢？比如只研究p與v的直接的關(guān)系。

一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，其壓強與體積變化時的關(guān)系，叫做氣體的等溫變化。

一、探究氣體等溫變化的規(guī)律1.實驗思路：

利用注射器選取一段空氣柱為研究對象，如圖，注射器下端的開口有橡膠套，它和柱塞一起把一段空氣柱封閉。在實驗過程中，利用控制變量法，保持溫度不變，探究壓強和體積的關(guān)系。2.物理量的測量：

需要測量空氣柱的體積V和空氣柱的壓強p?？諝庵拈L度l可以通過刻度尺讀取，空氣柱的長度l與橫截面積S的乘積就是它的體積V?？諝庵膲簭妏可以從與注射器內(nèi)空氣柱相連的壓力表讀取。

思考與討論：

①

研究的是哪一部分氣體?

②

怎樣保證T不變?管內(nèi)的氣體，可用涂有潤滑油的塞子封閉住。不能用手觸摸玻璃管或改變氣體體積過程要緩慢進行。3.實驗過程演示：4.數(shù)據(jù)處理：5.結(jié)

論：一定質(zhì)量的某種氣體在溫度不變的情況下，壓強P與體積V成反比。6.實驗注意事項①氣體體積的改變要緩慢進行,保證溫度不變②柱塞事先要涂好潤滑油，保證裝置的氣密性③實驗過程中，不要用手接觸注射器的圓筒,保證溫度不變④在這個實驗中，由于氣體體積與長度成正比，因此研究氣體的體積與壓強的關(guān)系時，不需要測量空氣柱的橫截面積.

二、玻意耳定律1.內(nèi)容：

一定質(zhì)量某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p

與體積V

成反比。2.公式：pV=C(常數(shù))或

p1V1

=

p2V2

C與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關(guān)。

對一定質(zhì)量的某種氣體：溫度不變，C不變

對一定質(zhì)量的某種氣體：溫度越高，C越大

相當(dāng)于大氣壓幾倍的壓強都可以算作“壓強不太大”

零下幾十?dāng)z氏度的溫度也可以算作“溫度不太低”

多了解一點：

PV

=

C

=

nRT

n為氣體物質(zhì)的量R為氣體常數(shù)(定值)3.公式應(yīng)用注意事項：①

研究對象:一定質(zhì)量的氣體②

適用條件:溫度保持恒定③

適用范圍:溫度不太低（與室溫相比），壓強不太大（與大氣壓相比）面積

S表示什么？4.圖像（等溫線）：①P-V圖像s面積

S=PV

=

C

=

nRT

T1T2同一條等溫線上的各點溫度相同，即p與V乘積相同.等溫線上的某點表示氣體的一個確定狀態(tài).一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，氣體壓強與體積的乘積越大，等溫線離原點越遠。（圖中T1<T2）【思考】一定質(zhì)量的氣體在T1、T2時的等溫線如圖，請比較T1、T2大小關(guān)系。②p－1/V圖像【特點】（1）斜率越大，PV乘積越大，溫度越高。（2）一定質(zhì)量氣體，不同溫度下的等溫線是不同的。斜率：K=P/(

1/V

)

=

PV

=

C

【思考】一定質(zhì)量的氣體在T1、T2時的等溫線如圖，請比較T1、T2大小關(guān)系。T1<T2氣體體積一定時，分子的數(shù)密度一定，溫度越高，分子無規(guī)則運動越劇烈，氣體壓強越大。所以T1<T2。

三、封閉氣體壓強的分析與計算1.靜止或勻速運動系統(tǒng)中壓強的計算方法(1)力平衡法：選取與封閉氣體接觸的液柱(或活塞、汽缸)為研究對象進行受力分析，由F合＝0列式求氣體壓強。(2)連通器原理：在連通器中，同一種液體(中間液體不間斷)的同一水平液面上的壓強相等，如圖中同一液面C、D處壓強相等，pA＝p0＋ph。2.

容器變速運動時封閉氣體壓強的計算

當(dāng)容器加速運動時，通常選與氣體相關(guān)聯(lián)的液柱、汽缸或活塞為研究對象，并對其進行受力分析，然后由牛頓第二定律列方程，求出封閉氣體的壓強。

例：當(dāng)豎直放置的玻璃管向上加速運動時，對液柱受力分析有：

pS-p0S-mg＝ma

【例1】一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B的過程如圖所示，A、B位于同一雙曲線上，則此變化過程中，溫度（

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】某同學(xué)用如圖所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。關(guān)于該實驗的操作，下列說法正確的是（

B

）A．柱塞上涂油的目的是為了減小摩擦，便于推拉柱塞B．柱塞與注射器之間的摩擦不影響壓強的測量C．為了方便推拉柱塞，應(yīng)用手握緊注射器再推拉柱塞D．實驗中，為找到體積與壓強的關(guān)系，需要測量柱塞的橫截面積【例3】一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變時，壓強增大到原來的4倍，則氣體的體積變?yōu)樵瓉淼模?/p>

D）A．4 B．2 C．1/2

D．1/4【例4】如圖，開口向上且足夠長的玻璃管豎直放置，管內(nèi)長為5cm的水銀柱封閉了一段長為6cm的氣柱。保持溫度不變，將管緩慢轉(zhuǎn)動至水平位置，氣柱長度變?yōu)椋ù髿鈮簭姙?5cmHg）（

C）A．5.6cm B．6.0cm C．6.4cm D．7.1cm【例5】氣缸倒掛在天花板上，用光滑的活塞密封一定量的氣體，活塞下懸掛一個沙漏，保持溫度不變，在沙緩慢漏出的過程中，氣體的（

B）A．壓強變大，體積變大B．壓強變大，體積變小C．壓強變小，體積變大D．壓強變小，體積變小【例6】在一個溫度可視為不變的水池中，一個氣泡從水底緩慢向上浮起，則在氣泡上升的過程中，氣