沪科版选修3-3第二章第二节《玻意耳定律》（课件）.pptx

第二节 波意耳定律江西师大附中江西师大附中 徐奇峰徐奇峰沪科版选修沪科版选修3-3 3-3 第二章：气体定律与人类生活第二章：气体定律与人类生活复习：气体的状态参量1.温度T(1)用温度计或温度传感器测量(2)热力学温标：开尔文（K）T=t273K2.体积V(1)就是气体所充满的容器的容积(2)单位：立方米（m3)、升(L)、毫升(mL)等1m3103L=106mL3.压强P(1)用气压计或气压传感器测量(2)单位：Pa（帕斯卡）、大气压、mmHg柱等1大气压=760mmHg柱=1.013105Pa活动一：男女同学比赛吹气球体积V 减小、压强P 增大活动二：“钻木”取火体积V 减小、温度T 升高气体的温度、体积、压强之间存在一定的关系！-等温变化控制变量温度控制一定质量气体的温度（T）不变，研究体积（V）与压强（P）之间的关系。一、探究一、探究等温变化过程中压强与体积的关系等温变化过程中压强与体积的关系动手体验定性关系结论：当V 减小时，P 增大当V 增大时，P 减小猜想：P、V 成反比一、探究一、探究等温变化过程中压强与体积的关系等温变化过程中压强与体积的关系2.定量研究：设计一个实验研究一定质量的气体在等温变化过程中压强与体积的定量关系（1）实验中的研究对象是什么？（2）如何控制气体的质量m、温度T 保持不变？（3）如何测量压强P、体积V？（4）如何改变压强P、体积V？1.猜想：P、V反比一、探究一、探究等温变化过程中压强与体积的关系等温变化过程中压强与体积的关系利用气体压强传感器，数据采集器精确探究：等温变化P、V 定量关系 利用气体压强传感器，数据采集器精确探究：等温变化P、V 定量关系 2.定量研究：设计一个实验研究一定质量的气体在等温变化过程中压强与体积的定量关系（1）实验中的研究对象是什么？（2）如何控制气体的质量m、温度T 保持不变？（3）如何测量压强P、体积V？（4）如何改变压强P、体积V？1.猜想：P、V反比一、探究一、探究等温变化过程中压强与体积的关系等温变化过程中压强与体积的关系2.定量研究：设计一个实验研究一定质量的气体在等温变化过程中压强与体积的定量关系（1）实验中的研究对象是什么？（2）如何控制气体的质量m、温度T保持不变？（3）如何测量压强P、体积V？（4）如何改变压强P、体积V？1.猜想：P、V 反比一、探究一、探究等温变化过程中压强与体积的关系等温变化过程中压强与体积的关系（5）如何处理实验数据？2.定量研究：设计一个实验研究一定质量的气体在等温变化过程中压强与体积的定量关系1.猜想：P、V 反比3.实验结论一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。一、探究一、探究等温变化过程中压强与体积的关系等温变化过程中压强与体积的关系1.内容：一定质量的气体，在温度保持不变时，它的压强和体积成反比；或者说，压强和体积的乘积保持不变此即玻意耳定律2.数学表达式：pVC(常量)或p1V1p2V2.3.适用条件：（1）气体质量不变、温度不变；（2）气体温度不太低、压强不太大二、玻意耳定律二、玻意耳定律（1）2倍例1.一个足球的体积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，每一次都把体积为125mL，压强与大气压相同的气体打进球内。如果在打气前足球已经是球形并且里面的压强与大气压相同，打了20次后，（1）足球内部空气的压强是大气压的多少倍？二、玻意耳定律二、玻意耳定律（1）2倍例1.一个足球的体积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，每一次都把体积为125mL，压强与大气压相同的气体打进球内。如果在打气前足球已经是球形并且里面的压强与大气压相同，打了20次后，（1）足球内部空气的压强是大气压的多少倍？（2）你在得出结论时考虑到了什么前提？（3）实际打气时能满足你的前提吗？（2）设气体温度不变（3）实际打气时不能满足这一前提，温度会升高二、玻意耳定律二、玻意耳定律三、气体等温变化的三、气体等温变化的p pV V图像图像(2)图像意义“线”的意义:反映一定质量气体在温度不变的情况下，压强随体积的变化关系，图线表示一个等温“过程”，故此曲线也叫等温线“点”的意义:每一组数据-反映某一状态Vp01pV 图像(1)一定质量的气体的pV 图像如图:是双曲线的一支Vp120思考与讨论同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？结论：t2t1三、气体等温变化的三、气体等温变化的p pV V图像图像(3)温度越高,其等温线离原点越远.即pVC(常量)随温度升高而增大，该常量与气体质量和温度有关三、气体等温变化的三、气体等温变化的p pV V图像图像(2)图像意义Vp01pV 图像(1)一定质量的气体的pV 图像如图:是双曲线的一支例2.如图所示，A、B 是一定质量的理想气体在两条等温线上的两个状态点，这两点与坐标原点O和对应坐标轴上的VA、VB坐标所围成的三角形面积分别为SA、SB，对应温度分别为TA和TB,则（）A.SA SB TA TB B.SA=SB TA TB C.SA SB TA SB TA TBC三、气体等温变化的三、气体等温变化的p pV V图像图像(2)直线的斜率即为p与V的乘积，斜率越大，pV乘积越大，温度就越高，如图T2T1.(1)一定质量的气体，温度不变时，pV恒量，p与V成反比，p与1/V 就成正比，在p1/V 图上的等温线应是过原点的直线1.图像2.图像三、气体等温变化的三、气体等温变化的p pV V图像图像例3.将一端封闭的均匀直玻璃管开口向下，竖直插入水银中，当管顶距槽中水银面8cm时，管内水银面比管外水银面低2cm。要使管内水银面比管外水银面高2cm，应将玻璃管竖直向上提起多少cm？已知大气压强p0=76cmHg柱，设温度不变。（水银槽的横截面积远大于试管的横截面积，且变化过程温度不变）四、玻意耳定律的应用四、玻意耳定律的应用解：对玻璃管内封闭的气体根据题意，变化过程温度不变由图知初状态：P1=P0+2cmHg=78cmHgV1=(8+2)S=10S，末状态：p2=p0-2cmHg=74cmHg，V2=(8+x)-2S=(6+x)S根据玻意耳定律：P1V1=P2V2代入数据解得：玻璃管提升高度：x=4.54cm四、玻意耳定律的应用四、玻意耳定律的应用解：对玻璃管内封闭的气体根据题意，变化过程温度不变由图知四、玻意耳定律的应用四、玻意耳定律的应用确定研究对象确定研究对象初状态：P1=P0+2cmHg=78cmHgV1=(8+2)S=10S，末状态：p2=p0-2cmHg=74cmHg，V2=(8+x)-2S=(6+x)S根据玻意耳定律：P1V1=P2V2代入数据解得：玻璃管提升高度：x=4.54cm明确过程特征明确过程特征确定初末状态确定初末状态根据定律列式根据定律列式方法提升：应用玻意耳定律解题的步骤（1）确定研究对象：一定质量的某种气体（2）明确过程特征：等温变化（3）确定初末状态：初状态的参量P1、V1末状态的参量P2、V2（4）根据定律列式：据玻意耳定律P1V1=P2V2列方程求解四、玻意耳定律的应用四、玻意耳定律的应用例4.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。四、玻意耳定律的应用四、玻意耳定律的应用解以容器原装气体为研究对象。初态p1=20105PaV1=10LT1=T末态p2=1.0105PaV2=？LT2=T由玻意耳定律p1V1=p2V2得即剩下的气体为原来的5。就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了。四、玻意耳定律的应用四、玻意耳定律的应用1等温变化：一定质量的气体，在温度不变时，发生压强与体积的变化，叫做等温变化公式：（或）适用范围：压强不太大、温度不太低2波意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，其压强P与体积V成反比3.气体等温变化的 p-V 图像及物理意义4.会用玻意耳定律计算有关的问题课堂小结课堂小结谢谢大家