【高中物理】气体的等温变化 课件 高二物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptx

第二章 气体、固体和液体2.气体的等温变化1.凹进的乒乓球用热水烫起来，原因?2.打足气的自行车在烈日下曝晒，常常会爆胎，原因?体会课堂探究的乐趣，汲取新知识的营养，让我们一起 吧！进 走课堂一、等温变化一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系。猜想：温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？3.实验需要测量的物理量?压强、体积变化过程十分缓慢容器透热环境恒温注射器内一定质量的气体。实验方案设计：1.我们的研究对象是什么?2.怎样保证实验过程温度不变?二、实验思路 在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下，通过改变密闭注射器中气体的体积，由压力表读出对应气体的压强值，进而研究在恒温条件下气体的压强与体积的关系。三、实验器材带铁夹的铁架台、注射器、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、橡胶套、刻度尺。四、实验步骤1如图所示组装实验器材。2利用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭。3把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据。空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V.空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。五、数据分析1作p-V图像以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标，用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘出等温曲线，如图所示。观察p-V图像的特点看能否得出p、V的定量关系。p p/10 Pa/10 Pa5 5V V1 12 23 30 0 1 1 2 2 3 3 4 4次数1 2 3 4 5压强（105Pa)3.0 2.5 2.0 1.5 1.0体积(V)1.3 1.6 2.0 2.7 4.0实验数据的处理实验数据的处理p p/10 Pa/10 Pa5 51/1/V V1 12 23 30 0 0.2 0.2 0.4 0.4 0.6 0.6 0.8 0.8次 数1 2 3 4 5压强（105Pa)3.0 2.5 2.0 1.5 1.0体积(V)1.3 1.6 2.0 2.7 4.01/V 0.77 0.63 0.50 0.37 0.25 3实验结论：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的倒数成正比六、注意事项1改变气体体积时，要缓慢进行。2实验过程中，不要用手接触注射器的外壁。3实验前要在柱塞上涂抹润滑油。4读数时视线要与柱塞底面平行。5作图像时，应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布于直线两侧，偏离太大的点应舍弃掉。例1.某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。（1）在实验中，下列哪些操作不是必需的_。A.用橡胶塞密封注射器的下端B.用游标卡尺测量柱塞的直径C.读取压力表上显示的气压值D.读取刻度尺上显示的空气柱长度（2）实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是_。（3）下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是_。【答案】（1）B（2）保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变（3）C 2 气体的等温变化（第二课时）一、封闭气体压强的计算1取等压面法同种液体在同一深度向各个方向的压强相等，在连通器中，灵活选取等压面，利用同一液面压强相等求解气体压强。如图甲所示，同一液面C、D两处压强相等，故pAp0ph；如图乙所示，M、N两处压强相等，从左侧管看有pBpAph2，从右侧管看，有pBp0ph1。2力平衡法选与封闭气体接触的活塞、汽缸或液体为研究对象进行受力分析，由平衡条件列式求气体压强。说明：容器加速运动时，可由牛顿第二定律列方程求解。二、玻意耳定律1内容一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比2公式pVC或p1V1p2V2。3条件气体的质量一定，温度不变。4常量的意义p1V1p2V2C，该常量C与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，则常量C越大。内容 p V 图像图像特点物理意义一定质量的某种气体，温度不变时，pV 恒量，p 与V 成反比，p 与1/V 就成正比，在p 1/V 图上的等温线应是过原点的倾斜直线一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，p 与V 成反比，因此等温过程的p V 图像是双曲线的一支温度高低直线的斜率为p 与V 的乘积，斜率越大，pV 乘积越大，温度就越高，图中T2 T1一定质量的某种气体，温度越高，气体压强与体积的乘积必然越大，在p V 图上的等温线就越高，图中T2 T1例2.一定质量的理想气体状态发生变化，满足玻意耳定律，若气体压强增大，下列说法正确的是（）A.分子的平均动能增大B.分子的平均动能减小C.气体的内能增大D.分子之间的平均距离变小D例3.一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。p1V1=p2V2 答案:1.2510 5Pa例4.一个自行车内胎的容积为2.0L，用打气筒给这个车胎打气，每打一次气就把压强为1.0105Pa的空气打进去125cm3,设打气前胎内没有空气，那么打了20次后胎内的压强有多大？（假定空气的温度不变）解：将打入胎内的气体作为研究对象,假设空气打入内胎前充满一个与内胎相通,容积为V1的容器,那么,空气打入内前的压强和体积分别为p1、V1,打入内胎后的压强和体积分别为P2、V2,则根据玻意耳定律P1=1.0105PaV1=20125cm3=2500cm3=2.5LV2=2.0L用气体定律解题的步骤1确定研究对象。被封闭的气体(满足质量不变的条件)；2用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；3根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式(本节用玻意耳定律公式pp11VV11=p=p22VV22)；4将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；5对结果的物理意义进行讨论。玻意耳定律玻意耳定律1、内容: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：pV=C(常数)或p1V1=p2V2。3、条件:一定质量气体且温度不变。4、适用范围：温度不太低，压强不太大。1.在验证“玻意耳马略特定律”的实验中，下列四个因素中对实验的准确性影响最小的是（）A.针筒封口处漏气B.采用横截面积较大的针筒C.针筒壁与活塞之间存在摩擦D.实验过程中用手去握针筒B2.如图所示，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（）A.体积不变，压强变小B.体积变小，压强变大C.体积不变，压强变大D.体积变小，压强变小B3.在 水 下 气 泡 内 空 气 的 压 强 大 于 气 泡 表 面 外 侧 水 的 压 强，两 压 强 差 p与气 泡 半 径 r 之 间 的 关 系 为 p，其 中 0.070 N/m。现 让 水 下10 m 处 一半 径 为0.50 cm 的 气 泡 缓 慢 上 升.已 知 大 气 压 强 p01.0105 Pa，水 的 密 度 1.0103 kg/m3，重力加速度大小g10 m/s2。(1)求在水下10 m 处气泡内外的压强差；(2)忽 略 水 温 随 水 深 的 变 化，在 气 泡 上 升 到 十 分 接 近 水 面 时，求 气 泡 的 半径与其原来半径之比的近似值。