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气体等温变化

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  • 卖家[上传人]:suns****4568
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    • 1、8.1气体的等温变化,第八章气体中学学科网,学习目标: 1.知道什么是等温变化,会用等温变化的规律解释有关的物理现象 2.掌握玻意耳定律的条件、内容、表达式,会用公式分析、计算有关问题;理解气体等温变化的P-V图像。,1、温度,2、体积,3、压强,热力学温度T :开尔文 T = t 273 K,体积 V 单位:有L、mL等,压强 p 单位:Pa(帕斯卡),气体的状态参量,复习,问题,引入,一定质量的气体,它的温度、体积和压强三个量之间变化是相互对应的。我们如何确定三个量之间的关系呢?,方法研究,引入,在物理学中,当需要研究三个物理量之间的关系时,往往采用“保持一个量不变,研究其它两个量之间的关系,然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”,, 控制变量的方法,问题,引入,我们在以前的学习中,也曾经采用过“控制变量的方法”来研究三个变量之间的关系: 1、牛顿第二定律(、F、m); 2、,授课,气体的等温变化,1、等温变化: 气体在温度不变的状态下,发生的变化叫做等温变化。,2、实验研究,实验,2、实验研究,(1)实验目的: 在温度保持不变时,研究一定质量气体的压强和体积的关系,用注射器

      2、密闭一定质量的空气,缓慢地推动和拔出活塞,观察活塞中空气体积和压强的变化?,做一做:,压强增大,压强减小,温度不变时,压强与体积成反比,实验:探究气体等温变化的规律,设计实验,数据处理,(测量哪些物理量),(猜想),体积、压强,注意事项,(温度不变),气 体 定 律 演 示 仪,演示实验(看课本),实验,(1)研究的是哪一部分气体?,(2)怎样保证 T 不变?,(4)如何测 V ?,(3)如何改变 p ?,根据高度差,(1)研究的是哪一部分气体?,(2)怎样保证 T 不变?,主要步骤:,1、密封一定质量的气体。 2、改变气体的体积,记录气体长度和该状态下压强的大小。 3、数据处理。,注意事项:,1、尽量避免漏气。 2、不要用手握住玻璃管。 3、移动活塞要缓慢。,探究结论:,在误差范围内,温度不变时,气体的压强p和体积V成反比。,误差分析:,1、读数误差。 2、漏气。,1、文字表述:一定质量某种气体,在温度不变的情况下,压强p与体积V成反比。,2、公式表述:pV=C(常数) 或p1V1=p2V2,4、适用范围:温度不太低,压强不太大,一、玻意耳定律,3、条件:气体质量一定且温度不变,(玻

      3、意耳马略特定律),小试牛刀,一定质量气体的体积是20L时,压强为1105Pa。当气体的体积减小到16L时,压强为多大?设气体的温度保持不变。,解:以气体为研究对象, 由 得,(1)明确研究对象(气体); (2)分析过程特点,判断为等温过程; (3)列出初、末状态的p、V值; (4)根据p1V1=p2V2列式求解;,利用玻意耳定律的解题思路,如图所示,汽缸内封闭着一定温度的气体,气体长度为12cm。活塞质量为20kg,横截面积为100cm。已知大气压强为1105Pa。 求:汽缸开口向上时,气体的长度。,大展身手,解:以缸内封闭气体为研究对象,,初态:,末态:,由玻意耳定律 得,由活塞受力平衡得:,如图所示,汽缸内封闭着一定温度的气体,气体长度为12cm。活塞质量为20kg,横截面积为100cm。已知大气压强为1105Pa。 求:汽缸开口向下时,气体的长度。,举一反三,二、P-V图像(等温线),过原点的直线 双曲线的一支,物理意义:等温线上的某点表示气体的一个确定状态。同一条等温线上的各点温度相同,即p与V乘积相同。,思考:同一气体,不同温度下的等温线是不同的,请判断出下图中哪条等温线的温

      4、度高?理由是什么?,不同温度下的等温线,离原点越远,温度越高。,例题:一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示,A、B位于同一双曲线上,则此变化过程中,温度( ) A、一直下降 B、先上升后下降 C、先下降后上升 D、一直上升,B,小结:,1、玻意耳定律,2、p-V图像(等温线),某个容器的容积是10L,所装气体的压强是20105Pa。如果温度保持不变,把容器的开关打开以后,容器里剩下的气体是原来的百分之几?设大气压是1.0105Pa。,就容器而言,里面气体的跑了,似乎是变质量问题,但是若我们视容器内气体“出而不走”,那么质量就不变了。,练习1,练习2,一个足球的容积是2.5L,用打气筒给这个足球打气,每打一次都把体积为125mL、压强与大气压强相同的空气打进去,如果足球在打气前就已是球形,内部空气压强与大气压相同,那么打了20次以后,足球内部空气的压强是大气压的多少倍?(设足球内部的温度保持不变),如图所示, 长为1m,开口竖直向上的玻璃管内,封闭着长为15cm的水银柱,封闭气体的长度为20cm,已知大气压强为75cmHg,求: (1)玻璃管水平放置时, 管内气体的长度。 (2)玻璃管开口竖直向下时, 管内气体的长度。 (假设水银没有流出),练习3,解:(1)以管内气体为研究对象,管口竖直向上为初态: 设管横截面积为S,则 P1=751590cmHg V1=20S 水平放置为末态,P2=75cmHg 由玻意耳定律P1V1=P2V 2得: V2=P1V1P2=(9020S)75=24S 所以,管内气体长24cm (2)以管口竖直向上为初态,管口竖直向下为末态 P2=751560cmHg 由玻意耳定律得:V2= P1V1P230S 所以,管内气体长30cm 因为30cm15cm100cm,所以水银不会流出,解:设容器原装气体为研究对象,初态 p1=20105Pa V1=10L,末态 p2=1.0105Pa V2=?,由玻意耳定律 p1V1=p2V2得,即剩下的气体为原来的5。,实验数据,探究结论:,在误差范围内,温度不变时,气体的压强p和体积V成反比。,

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