8.1.-气体的等温变化2解析优秀PPT.ppt
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1、选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 第八章第八章 气气 体体第二课时第二课时选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 (一)玻意耳定律(一)玻意耳定律1 1、内容、内容:确定质量某种气体,在温度不变的状况确定质量某种气体,在温度不变的状况下,压强下,压强P P与体积与体积V V成反比。成反比。2 2、公式:、公式:pV=pV=常数常数 或或 p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 23 3、条件、条件:确定质量气体且温度不变确定质量气体且温度不变4 4、适用范围:、
2、适用范围:温度不太低,压强不太大温度不太低,压强不太大 一、学问梳理一、学问梳理选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 (二)等温变更的(二)等温变更的(二)等温变更的(二)等温变更的P-VP-VP-VP-V图象图象图象图象1 1 1 1、特点、特点、特点、特点:(1)(1)(1)(1)等温线是双曲线的一支。等温线是双曲线的一支。等温线是双曲线的一支。等温线是双曲线的一支。(2)(2)(2)(2)温度越高温度越高温度越高温度越高,其等温线离原点越远其等温线离原点越远其等温线离原点越远其等温线离原点越远.2 2 2 2、图象意义、图象意
3、义、图象意义、图象意义:(1)(1)(1)(1)物理意义物理意义物理意义物理意义:反映压强随体积的变更关系反映压强随体积的变更关系反映压强随体积的变更关系反映压强随体积的变更关系(2)(2)(2)(2)点意义点意义点意义点意义:每一组数据每一组数据每一组数据每一组数据-反映某一状态反映某一状态反映某一状态反映某一状态Vp1230(1 1 1 1)明确探讨对象(确定质量的气体气体)明确探讨对象(确定质量的气体气体)明确探讨对象(确定质量的气体气体)明确探讨对象(确定质量的气体气体)(2 2 2 2)分析过程特点,推断为等温过程)分析过程特点,推断为等温过程)分析过程特点,推断为等温过程)分析过程
4、特点,推断为等温过程 (3 3 3 3)列出初、末状态的)列出初、末状态的)列出初、末状态的)列出初、末状态的p p p p、V V V V值值值值(4 4 4 4)依据)依据)依据)依据p1V1=p2V2p1V1=p2V2p1V1=p2V2p1V1=p2V2列式求解列式求解列式求解列式求解(三)利用玻意耳定律解题的一般思路(三)利用玻意耳定律解题的一般思路(三)利用玻意耳定律解题的一般思路(三)利用玻意耳定律解题的一般思路选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 1、确定质量气体的体积是、确定质量气体的体积是20L时,压强为时,压强为
5、1105Pa。当气体的体积减小到。当气体的体积减小到16L时,压强时,压强为多大?设气体的温度保持不变。为多大?设气体的温度保持不变。解:以气体为研究对象,解:以气体为研究对象,由由 得得迁移应用迁移应用(1 1)明确探讨对象(气体);)明确探讨对象(气体);)明确探讨对象(气体);)明确探讨对象(气体);(2 2)分析过程特点,推断为等温过程;)分析过程特点,推断为等温过程;)分析过程特点,推断为等温过程;)分析过程特点,推断为等温过程;(3 3)列出初、末状态的)列出初、末状态的)列出初、末状态的)列出初、末状态的p p、V V值;值;值;值;(4 4)依据)依据)依据)依据p1V1=p2
6、V2p1V1=p2V2列式求解;列式求解;列式求解;列式求解;归纳总结:利用玻意耳定律的解题思路归纳总结:利用玻意耳定律的解题思路选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 类型类型1.液体密封气体液体密封气体2.容器密封气体容器密封气体3.气缸密封气体气缸密封气体气体压强计算气体压强计算:思路思路方法方法步骤步骤1.定对象定对象2.分析力分析力3.用规律用规律整体整体部分部分缸体缸体活塞活塞密封气体密封气体静态静态F外外=0动态动态F外外=ma选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体
7、体体 1.计算的主要依据是液体静止力学学问。计算的主要依据是液体静止力学学问。液面下液面下h深处的压强为深处的压强为p=gh。液面与外界大气相接触。则液面下液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为处的压强为 p=p0+gh帕斯卡定律:加在密闭静止液体(或气体)上的压帕斯卡定律:加在密闭静止液体(或气体)上的压强能够大小不变地由液体(或气体)向各个方向强能够大小不变地由液体(或气体)向各个方向传递(留意:适用于密闭静止的液体或气体)传递(留意:适用于密闭静止的液体或气体)连通器原理:在连通器中,同一种液体(中间液体连通器原理:在连通器中,同一种液体(中间液体不间断)的同一水平面上的压强是相等的
8、。不间断)的同一水平面上的压强是相等的。气体压强的计算方法(一)气体压强的计算方法(一)参考液片法参考液片法选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 2.2.计算的方法步骤计算的方法步骤选取假想的一个液体薄片(其自重不计)为探讨选取假想的一个液体薄片(其自重不计)为探讨对象对象分析液体两侧受力状况,建立力的平衡方程,消分析液体两侧受力状况,建立力的平衡方程,消去横截面积,得到液片两面侧的压强平衡方程去横截面积,得到液片两面侧的压强平衡方程解方程,求得气体压强解方程,求得气体压强 静止静止1234h已知大气压已知大气压P0,水银柱长均为,
9、水银柱长均为h选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 气体压强的计算方法(二)气体压强的计算方法(二)平衡条件法平衡条件法 求用固体(如活塞等)封闭在静止容器求用固体(如活塞等)封闭在静止容器内的气体压强,应对固体(如活塞等)进内的气体压强,应对固体(如活塞等)进行受力分析。然后依据平衡条件求解。行受力分析。然后依据平衡条件求解。567m SMMm SMm S 已知大气压已知大气压P0,水银柱长均为,水银柱长均为h选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 气体压强的计算方法(三
10、)气体压强的计算方法(三)运用牛顿定律计算运用牛顿定律计算气体的压强气体的压强 当封闭气体的所在的系统处于力学非平衡状当封闭气体的所在的系统处于力学非平衡状态时,欲求封闭气体压强,首先要选择态时,欲求封闭气体压强,首先要选择 恰当的对恰当的对象(如与气体相关的液体、活塞等)并对其进行象(如与气体相关的液体、活塞等)并对其进行正确的受力分析(特殊留意分析内外的压力)然正确的受力分析(特殊留意分析内外的压力)然后应用牛顿其次定律列方程求解。后应用牛顿其次定律列方程求解。不计一切摩擦不计一切摩擦89 FmSM自由下滑自由下滑已知大气压已知大气压P0,水银柱长均为,水银柱长均为h选修选修选修选修选修选
11、修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 1、确定质量的气体由状态、确定质量的气体由状态A变到状态变到状态B的过程的过程如图所示,如图所示,A、B位于同一双曲线上,则此变位于同一双曲线上,则此变更过程中,温度(更过程中,温度()A、始终下降、始终下降 B、先上升后下降、先上升后下降 C、先下降后上升、先下降后上升 D、始终上升、始终上升 B二、典题探究二、典题探究选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 2、如图所示,汽缸内封闭着确定温度的气、如图所示,汽缸内封闭着确定温度的气体,气体长度为体,气体长
12、度为12cm。活塞质量为。活塞质量为20kg,横,横截面积为截面积为100cm。已知大气压强为。已知大气压强为1105Pa。求:汽缸开口向上时,气体的长度为多少?求:汽缸开口向上时,气体的长度为多少?选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 解:以缸内封闭气体为探讨对象,解:以缸内封闭气体为探讨对象,初态:初态:末态:末态:由玻意耳定律由玻意耳定律 得得由活塞受力平衡得:由活塞受力平衡得:选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 3、某个容器的容积是、某个容器的容积是10L,所装
13、气体的压强是,所装气体的压强是20105Pa。假如温度保持不变,把容器的开关。假如温度保持不变,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题,但是若我们视容器内气体“出而不走出而不走”,那,那么质量就不变了。么质量就不变了。选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 解:设容器原装气体为探讨对象解:设容器原装气体为探讨对象初态初态 p
14、p1 1=2010=20105 5Pa VPa V1 1=10L=10L末态末态 p p2 2=1.010=1.0105 5Pa VPa V2 2=?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。选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 4、一个足球的容积是、一个足球的容积是2.5L,用打气筒给这用打气筒给这个足球打气个足球打气,每打一次都把体积为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压强与大气压强相同的空气打进去,假如假如足球在打气
15、前就已是球形,内部空气压足球在打气前就已是球形,内部空气压强与大气压相同强与大气压相同,那么打了那么打了20次以后次以后,足足球内部空气的压强是大气压的多少倍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)(设足球内部的温度保持不变)选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 6、如图所示,、如图所示,长为长为1m,开口竖直向上的玻璃管,开口竖直向上的玻璃管内,封闭着长为内,封闭着长为15cm的水银柱,封闭气体的长的水银柱,封闭气体的长度为度为20cm,已知大气压强为,已知大气压强为75cmHg,求,求:(1)玻璃管水平放置
16、时,玻璃管水平放置时,管内气体的长度。管内气体的长度。(2)玻璃管开口竖直向下时,)玻璃管开口竖直向下时,管内气体的长度。管内气体的长度。(假设水银没有流出)(假设水银没有流出)15cm20cm选修选修选修选修选修选修 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3 3-3气气气气气气 体体体体体体 解:解:解:解:(1)(1)以管内气体为探讨对象,管口竖直向上为初态以管内气体为探讨对象,管口竖直向上为初态以管内气体为探讨对象,管口竖直向上为初态以管内气体为探讨对象,管口竖直向上为初态:设管横截面积为设管横截面积为设管横截面积为设管横截面积为S S,则,则,则,则 P1=75 P1=75151590c
17、mHg V1=20S90cmHg V1=20S 水平放置为末态,水平放置为末态,水平放置为末态,水平放置为末态,P2=75cmHg P2=75cmHg 由玻意耳定律由玻意耳定律由玻意耳定律由玻意耳定律P1V1=P2V 2P1V1=P2V 2得:得:得:得:V2=P1V1 V2=P1V1P2=P2=(9020S9020S)75=24S75=24S 所以,管内气体长所以,管内气体长所以,管内气体长所以,管内气体长24cm24cm (2)(2)以管口竖直向上为初态,管口竖直向下为末态以管口竖直向上为初态,管口竖直向下为末态以管口竖直向上为初态,管口竖直向下为末态以管口竖直向上为初态,管口竖直向下为末
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