(选修3-3)8.1《气体的等温变化》课件4.ppt

第第1 1节节理解理解教材教材新知新知把握把握热点热点考向考向知识点一知识点一知识点二知识点二考向一考向一考向二考向二 第第八八章章应用应用创新创新演练演练随堂基础巩固随堂基础巩固课时跟踪训练课时跟踪训练知识点三知识点三考向三考向三 1.状态参量状态参量 研究气体性质时，常用气体的温度、体积、压强来描述气研究气体性质时，常用气体的温度、体积、压强来描述气体的状态。体的状态。2实验探究实验探究封闭的空气柱封闭的空气柱刻度尺刻度尺气压计气压计注射器注射器气压计气压计实验实验器材器材铁铁架台、架台、等等研究研究对对象象(系系统统)注射器内被注射器内被数据收集数据收集压压强强由由 读读出，空气柱体出，空气柱体积积(长长度度)由由 读读出出注射器注射器气压计气压计压强压强p一条过原点的直线一条过原点的直线体积的倒数体积的倒数反比反比1一定质量的气体，在做等温变化的过程中，下列物理量一定质量的气体，在做等温变化的过程中，下列物理量发生变化的有发生变化的有 ()A气体的体积气体的体积 B单位体积内的分子数单位体积内的分子数C气体的压强气体的压强 D分子总数分子总数解析：解析：等温变化过程中，等温变化过程中，p、V发生相应变化，单位体积发生相应变化，单位体积内的分子数也随之发生相应变化。内的分子数也随之发生相应变化。答案：答案：ABC自学教材自学教材 1内容内容 一定质量的某种气体，在一定质量的某种气体，在 不变的情况下，压强不变的情况下，压强p与体积与体积V成成 。2公式公式 pV 或或 。温度温度反比反比Cp1V1p2V2重点诠释重点诠释 1对玻意耳定律的理解对玻意耳定律的理解 (1)成立条件：玻意耳定律是实验定律，只有在气体质成立条件：玻意耳定律是实验定律，只有在气体质量一定温度不变的条件下才成立。量一定温度不变的条件下才成立。(2)恒量的意义：恒量的意义：p1V1p2V2常量常量C。该常量该常量C与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，常量的气体，温度越高，常量C越大。越大。2利用玻意耳定律解题的基本思路利用玻意耳定律解题的基本思路 (1)明确研究对象，根据题意确定所研究的是哪部分封闭气明确研究对象，根据题意确定所研究的是哪部分封闭气体，注意其质量和温度应不变。体，注意其质量和温度应不变。(2)明确状态参量，找准所研究气体初、末状态的明确状态参量，找准所研究气体初、末状态的p、V值。值。(3)根据玻意耳定律列方程求解。根据玻意耳定律列方程求解。2如图如图811所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连 的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管 中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内 水位升高，则细管中被封闭的空气水位升高，则细管中被封闭的空气()图图811A体积不变，压强变小体积不变，压强变小 B体积变小，压强变大体积变小，压强变大C体积不变，压强变大体积不变，压强变大 D体积变小，压强变小体积变小，压强变小解析：解析：以细管中封闭气体为研究对象，当洗衣缸内水位升高以细管中封闭气体为研究对象，当洗衣缸内水位升高时，细管中封闭气体压强变大，而气体温度不变，则由玻意时，细管中封闭气体压强变大，而气体温度不变，则由玻意尔定律知，气体体积变小，故尔定律知，气体体积变小，故B项正确。项正确。答案：答案：B自学教材自学教材 1pV图像图像 在在pV坐标系中，每一点表示气体的一个坐标系中，每一点表示气体的一个状态。在温度不变时，一定质量的气体其压强状态。在温度不变时，一定质量的气体其压强随体积的变化而变化的图像，在随体积的变化而变化的图像，在pV坐标系中坐标系中是一条被称之为是一条被称之为 的曲线，如图的曲线，如图812所示。所示。2等温线等温线 一定质量的气体在一定质量的气体在 不变时的不变时的pV图线称为等温线。图线称为等温线。不同温度下的等温线是不同的。不同温度下的等温线是不同的。双曲线双曲线温度温度图图812重点诠释重点诠释 1pV图图 (1)一定质量的气体，在温度不变的情况一定质量的气体，在温度不变的情况下下p与与V成反比，因此等温过程的成反比，因此等温过程的pV图像是图像是双曲线的一支。双曲线的一支。(2)一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积必然越大，在积必然越大，在pV图上的等温线就越高，如图图上的等温线就越高，如图813中中t1t2。图图813图图8143.一条等温线如图一条等温线如图815所示，图线上两点所示，图线上两点 A、B表示气体所处的两个状态，表示气体所处的两个状态，A、B两个两个 状态的压强比状态的压强比pA pB_；体积之比；体积之比 VA VB_；温度之比；温度之比TA TB _。解析：解析：pA pB40 104 1；VA VB0.5 21 4，因为因为A、B在一条等温线上，所以在一条等温线上，所以TA TB1 1。答案：答案：4 11 41 1图图815 例例1求图求图816中被封闭气体中被封闭气体A的压强，图中的玻璃的压强，图中的玻璃管内都灌有水银。大气压强管内都灌有水银。大气压强p076 cmHg。(p01.01105 Pa，g10 m/s2)解析解析(1)pAp0ph76 cmHg10 cmHg66 cmHg(2)pAp0ph76 cmHg10sin 30 cmHg71 cmHg(3)pBp0ph276 cmHg10 cmHg86 cmHgpApBph186 cmHg5 cmHg81 cmHg答案答案(1)66 cmHg(2)71 cmHg(3)81 cmHg 借题发挥借题发挥 (1)容器静止或匀速运动时封闭气体压强的计算：容器静止或匀速运动时封闭气体压强的计算：取等压面法。取等压面法。根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面。由两侧压强相等列方程求解压强。灵活选取等压面。由两侧压强相等列方程求解压强。例如，图例如，图817中同一液面中同一液面C、D处压强相等，则处压强相等，则pAp0ph。图图817 力平衡法。力平衡法。选与封闭气体接触的液柱选与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸或活塞、汽缸)为研究对象为研究对象进行受力分析，由进行受力分析，由F合合0列式求气体压强。列式求气体压强。图图818(2)容器加速运动时封闭气体压强的计算：容器加速运动时封闭气体压强的计算：1.如图如图819所示，一个横截面积为所示，一个横截面积为S的圆的圆 筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面是筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面是 水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平 面的夹角为面的夹角为，圆板的质量为，圆板的质量为M，不计圆板，不计圆板 与容器内壁的摩擦。若大气压强为与容器内壁的摩擦。若大气压强为p0，则，则 被圆板封闭在容器中的气体的压强等于被圆板封闭在容器中的气体的压强等于 ()图图819答案：答案：D 例例2在在A、B两个注射器中分别封闭两个注射器中分别封闭1105 Pa、300 mL和和1105 Pa、400 mL的空气，在相同的环境温度下，将它们的的空气，在相同的环境温度下，将它们的体积缓慢地压缩一半，其压强分别为多少？体积缓慢地压缩一半，其压强分别为多少？思路点拨思路点拨解答本题应注意以下两点：解答本题应注意以下两点：(1)题中题中“体积缓慢体积缓慢”变化，说明状态变化时间足够长，与变化，说明状态变化时间足够长，与外界充分发生热交换，即总保持室温不变。外界充分发生热交换，即总保持室温不变。(2)气体做等温变化，应用玻意耳定律求解。气体做等温变化，应用玻意耳定律求解。答案答案2105 Pa2105 Pa 借题发挥借题发挥 (1)应用玻意耳定律解决问题时，一定要先确定好两个应用玻意耳定律解决问题时，一定要先确定好两个状态的体积和压强。状态的体积和压强。(2)确定气体压强或体积时，只要初末状态的单位统一确定气体压强或体积时，只要初末状态的单位统一即可，没有必要都化成国际单位制。即可，没有必要都化成国际单位制。2.如图如图8110所示，在一根一端封闭且粗细所示，在一根一端封闭且粗细 均匀的长玻璃管中，用长为均匀的长玻璃管中，用长为h10 cm的水银的水银 柱将管内一部分空气密封，当管开口向上竖柱将管内一部分空气密封，当管开口向上竖 直放置时，管内空气柱的长度直放置时，管内空气柱的长度L10.3 m；若；若 温度保持不变，玻璃管开口向下放置，水银温度保持不变，玻璃管开口向下放置，水银 没有溢出。待水银柱稳定后，空气柱的长度没有溢出。待水银柱稳定后，空气柱的长度L2为多少米？为多少米？(大气压强大气压强p076 cmHg)图图8110答案：答案：0.39 m例例3 如图如图8111所示为一定质量所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法正确的是说法正确的是 ()A从等温线可以看出，一定质量的气从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比体在发生等温变化时，其压强与体积成反比 B一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的 C由图可知由图可知T1T2 D由图可知由图可知T1T2图图8111 思路点拨思路点拨一定质量的气体，温度不变时，压强与体积一定质量的气体，温度不变时，压强与体积成反比，温度升高后，压强与体积的乘积变大，等温线表现为成反比，温度升高后，压强与体积的乘积变大，等温线表现为远离原点。远离原点。解析解析因为等温线是双曲线的一支，说明压强与体积成因为等温线是双曲线的一支，说明压强与体积成反比，反比，A正确；一定质量的气体，体积一定时，温度越高，压正确；一定质量的气体，体积一定时，温度越高，压强越大，所以不同温度下的等温线是不同的，强越大，所以不同温度下的等温线是不同的，B、D正确，正确，C错误。对于错误。对于C、D两项的判定，也可以直接用结论。两项的判定，也可以直接用结论。答案答案ABD 借题发挥借题发挥 比较两条等温线温度高低时，可垂直比较两条等温线温度高低时，可垂直V轴作一辅助线，轴作一辅助线，分别交两等温线于两点，那么这两点体积相同，压强大者分别交两等温线于两点，那么这两点体积相同，压强大者温度高。温度高。3.一定质量的理想气体，由初始状态一定质量的理想气体，由初始状态A开始，开始，图图8112中箭头所示的方向进行了一系中箭头所示的方向进行了一系 列状态变化，最后又回到初始状态列状态变化，最后又回到初始状态A，即，即 ABCA(其中其中BC与纵轴平行，与纵轴平行，CA与与 横轴平行横轴平行)，这一过程称为一个循环，则：由，这一过程称为一个循环，则：由AB，气体分，气体分 子的平均动能子的平均动能_。(填填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”)解析：解析：由于离原点越远，温度越高，故从由于离原点越远，温度越高，故从AB气体的温度气体的温度 升高，气体分子的平均动能增大。升高，气体分子的平均动能增大。答案：答案：增大增大图图8112