【高中物理】气体的等温变化 课件 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptx

第二节 气体的等温变化人教版选择性必修第二章人教版选择性必修第二章 气体气体 固体和液体固体和液体1.温度温度2.体积体积3.压强压强热力学温度热力学温度T：开尔文：开尔文 T=t 273 K体积体积 V单位：有单位：有L、mL等等压强压强 p单位：单位：Pa（帕斯卡）（帕斯卡）一、气体的状态参量一、气体的状态参量判断下面两个情景中轮气体的状态参量发生判断下面两个情景中轮气体的状态参量发生了什么变化？了什么变化？情景情景2 2：一只凹进的乒乓球能不能将它恢复原样？一只凹进的乒乓球能不能将它恢复原样？情景情景1:打足气的自行车在烈日下暴晒，常常会爆胎打足气的自行车在烈日下暴晒，常常会爆胎一定质量的气体，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？体积体积V V温度温度T T压强压强P P控制变量法控制变量法保持保持T T不变，研究不变，研究P P与与V V的关系。的关系。保持保持V V不变，研究不变，研究P P与与T T的关系。的关系。保持保持P P不变，研究不变，研究V V与与T T 的关系。的关系。二、气体的等温变化二、气体的等温变化1.等温变化：等温变化：一定质量的气体，在温度不变的条件，其压一定质量的气体，在温度不变的条件，其压强与体积变化时的关系叫做强与体积变化时的关系叫做等温变化等温变化。2.实验探究实验探究（一定质量的气体，在等温变化过程中压强与体（一定质量的气体，在等温变化过程中压强与体积的关系）积的关系）2.实验探究实验探究结论：结论：V减小，减小，P增大增大猜想：猜想：P、V反比反比（1 1）定性研究）定性研究我们的研究对象是什么我们的研究对象是什么?实验需要测量的物理量实验需要测量的物理量?怎样保证实验过程温度不变怎样保证实验过程温度不变?怎样保证气体质量不变怎样保证气体质量不变?注射器内被封闭的空气柱.压强、体积（体积的变化与空气柱的长度有关）变化过程缓慢进行，稳定后在读出压强；手不要接触注射器的圆筒柱塞上涂上润滑油 设计一个实验研究一定质量的气体在等温变化过程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中压强与体积的定量关系（2）定量研究：定量研究：V12301234次次数数 12345压强（压强（105Pa)3.0 2.5 2.0 1.51.0体积体积(L)1.3 1.6 2.0 2.74.0实验数据的处理实验数据的处理实验数据的处理实验数据的处理p/105 PaV/Lp/105 Pap p/10 Pa10 Pa51/V V1 12 23 30 00.20.20.40.40.60.60.80.8实验探究结论：探究结论：在温度不变时，压强在温度不变时，压强p和体积和体积V成反比。成反比。次次数数 12345压强（压强（105Pa)3.0 2.5 2.0 1.51.0体积体积(L)1.3 1.6 2.0 2.74.0p p/10 Pa5V V1 12 23 30 01 12 23 34 4次次数数 12345压强（压强（105Pa)3.0 2.5 2.0 1.51.0体积体积(L)1.3 1.6 2.0 2.74.0玻意耳定律玻意耳定律一定质量一定质量的理想气体，在温度保的理想气体，在温度保持不变的情况下，压强持不变的情况下，压强p p与与V V成反成反比，或压强比，或压强P P与体积与体积V V的乘积保持的乘积保持不变，即：不变，即：PV=PV=常量常量例1(多选)关于“探究气体等温变化的规律”实验，下列说法正确的是()A实验中应保持被封闭气体的质量和温度不发生变化B实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积C为了减小实验误差，可以在柱塞上涂润滑油，以减小摩擦D处理数据时采用p1/V图象，是因为p1/V图象比pV图象更直观AD 一定质量的气体一定质量的气体，在温度不变的情况下在温度不变的情况下，它的压，它的压强跟体积成反比强跟体积成反比1.内容：内容：2.表达式：表达式：三三.玻意耳定律玻意耳定律 3.成立条件成立条件（1）一定质量的气体，温度不变）一定质量的气体，温度不变（2）温度不太低，压强不太大）温度不太低，压强不太大1 1确定研究对象被封闭的气体确定研究对象被封闭的气体(满足质量不变的条件满足质量不变的条件)；2 2用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件(p(p1 1，V V1 1，T T1 1，p p2 2，V V2 2，T T2 2)；3 3根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式式(本节课中就是玻意耳定律公式本节课中就是玻意耳定律公式)；4 4将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；5 5对结果的物理意义进行讨论对结果的物理意义进行讨论 四、四、用气体定律解题的步骤用气体定律解题的步骤例例1：一定质量气体的体积是一定质量气体的体积是20L20L时，压时，压强为强为1101105 5PaPa。当气体的体积减。当气体的体积减小到小到16L16L时，压强为多大？设气体时，压强为多大？设气体的温度保持不变。的温度保持不变。答案：答案：1.2510 5Pa例例2.2.某个容器的容积是某个容器的容积是10L10L，所装气体的压强是，所装气体的压强是201020105 5PaPa。如果温度保持不变，把容器的开关打开。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？设大气以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压是压是1.0101.0105 5PaPa。解解 设容器原装气体为研究对象。设容器原装气体为研究对象。初态初态 p p1 1=2010=20105 5Pa VPa V1 1=10L T=10L T1 1=T=T末态末态 p p2 2=1.010=1.0105 5Pa VPa V2 2=？L TL T2 2=T=T由玻意耳定律由玻意耳定律 p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2得得即剩下的气体为原来的即剩下的气体为原来的5 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。视容器中气体出而不走，就又是质量不变了。1.等温线：等温线：一定质量的气体在温度不变时一定质量的气体在温度不变时pV图象是一条双曲线图象是一条双曲线四、气体等温变化图象2分析分析(1)同一条等温线上每个点对应的同一条等温线上每个点对应的p、V坐标的乘积都是相等的坐标的乘积都是相等的(2)一定质量的气体，不同温度下的一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的等温线是不同的pV乘积越大，温乘积越大，温度越高，其度越高，其P-V图象离原点越远图象离原点越远3 3、图象意义、图象意义(1)(1)物理意义物理意义:反映一定质量的气体，它的反映一定质量的气体，它的压强随体积的变化关系压强随体积的变化关系(2)(2)点意义点意义:图象上每一组数据代表一状态图象上每一组数据代表一状态 (3)(3)结论结论:体积缩小到原来的几分之一体积缩小到原来的几分之一,压强增大压强增大到原来的几倍到原来的几倍.体积增大到原来的几倍体积增大到原来的几倍,它它的压强就减小为原来的几分之一的压强就减小为原来的几分之一.4转换：转换：建立建立p1/V坐标系，一定质量的气体，温度不变坐标系，一定质量的气体，温度不变时，时，p是一条通过原点的直线是一条通过原点的直线 温度越高，温度越高，P-1/V图象的斜率越大。图象的斜率越大。思考(1)如图甲所示为一定质量的气体不同温度下的如图甲所示为一定质量的气体不同温度下的pV图线，图线，T1和和T2哪一个大？哪一个大？(2)如图乙所示为一定质量的气体不同温度下的如图乙所示为一定质量的气体不同温度下的p1/V图线，图线，T1和和T2哪一个大？哪一个大？(1)T1T2(2)T1T2例3粗细均匀的U形管，右端封闭有一段空气柱，两管内水银面高度差为19 cm，封闭端空气柱长度为40 cm，如图所示问向左管再注入多少水银可使两管水银面等高？(已知外界大气压强p076 cmHg，灌入水银过程中温度保持不变)39 cm例4(多选)如图所示，DABC表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是()ADA是一个等温过程BAB是一个等温过程CTATBDBC体积增大，压强减小，温度不变AD