高中物理人教版选修33第八章第一节气体的等温变化课件.ppt

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1、8.18.1气体的等温变化气体的等温变化第八章第八章气体气体一一 问题的引入问题的引入n问题问题1 夏天给自行车车胎打气，夏天给自行车车胎打气，应注意什么？为什么？应注意什么？为什么？一一 问题的引入问题的引入n问题问题1 夏天给自行车车胎打气，夏天给自行车车胎打气，应注意什么？为什么？应注意什么？为什么？别打太多。别打太多。容易爆胎。容易爆胎。一一 问题的引入问题的引入n问题问题1 夏天给自行车车胎打气，夏天给自行车车胎打气，应注意什么？为什么？应注意什么？为什么？别打太多。别打太多。容易爆胎。容易爆胎。压强变大压强变大一一 问题的引入问题的引入n问题问题2 有什么简便的方法将瘪了的有什么简

2、便的方法将瘪了的乒乓球恢复原状？这样做的原因？乒乓球恢复原状？这样做的原因？一一 问题的引入问题的引入n问题问题2 有什么简便的方法将瘪了的有什么简便的方法将瘪了的乒乓球恢复原状？这样做的原因？乒乓球恢复原状？这样做的原因？放在热水中烫一下。放在热水中烫一下。让气体体积变大。让气体体积变大。一一 问题的引入问题的引入n问题问题2 有什么简便的方法将瘪了的有什么简便的方法将瘪了的乒乓球恢复原状？这样做的原因？乒乓球恢复原状？这样做的原因？放在热水中烫一下。放在热水中烫一下。让气体体积变大。让气体体积变大。温度升高体积变大温度升高体积变大一一 问题的引入问题的引入n n问题问题3 以上实例说明描述

3、气体的那几个状态以上实例说明描述气体的那几个状态参量存在一定的关系？参量存在一定的关系？一一 问题的引入问题的引入n n问题问题3 以上实例说明描述气体的那几个状态以上实例说明描述气体的那几个状态参量存在一定的关系？参量存在一定的关系？压强（压强（p，力学性质）、，力学性质）、体积（体积（V，几何性质）、，几何性质）、温度（温度（T，热学性质热学性质）一一 问题的引入问题的引入n n问题问题3 以上实例说明描述气体的那几个状态以上实例说明描述气体的那几个状态参量存在一定的关系？参量存在一定的关系？描述气体的三个状态参量描述气体的三个状态参量压强（压强（p，力学性质）、，力学性质）、体积（体积（

4、V，几何性质）、，几何性质）、温度（温度（T，热学性质热学性质）一一 问题的引入问题的引入n n问题问题3 以上实例说明描述气体的那几个状态以上实例说明描述气体的那几个状态参量存在一定的关系？参量存在一定的关系？描述气体的三个状态参量描述气体的三个状态参量压强（压强（p，力学性质）、，力学性质）、体积（体积（V，几何性质）、，几何性质）、温度（温度（T，热学性质热学性质）控控制制变变量量法法 一定质量一定质量的气体，在的气体，在温度不变温度不变时发生的状态时发生的状态变化过程，叫做气体的等温变化。变化过程，叫做气体的等温变化。二、等温变化（二、等温变化（m不变不变；T不变不变）温度不变时，气体

5、的压强和体积之间有什温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？么关系？一定质量一定质量的气体，在的气体，在温度不变温度不变时发生的状态时发生的状态变化过程，叫做气体的等温变化。变化过程，叫做气体的等温变化。二、等温变化（二、等温变化（m不变不变；T不变不变）温度不变时，气体的压强和体积之间有什温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？么关系？猜想：猜想：一定质量一定质量的气体，在的气体，在温度不变温度不变时发生的状态时发生的状态变化过程，叫做气体的等温变化。变化过程，叫做气体的等温变化。二、等温变化（二、等温变化（m不变不变；T不变不变）温度不变时，气体的压强和体积之间有什温度不变时，气体

6、的压强和体积之间有什么关系？么关系？猜想：猜想：三、实验探究三、实验探究我们的研究对象是什么?实验需要测量的物理量?怎样保证实验过程温度不变?怎样保证气体质量不变?三、实验探究三、实验探究我们的研究对象是什么?实验需要测量的物理量?怎样保证实验过程温度不变?怎样保证气体质量不变?三、实验探究三、实验探究注射器内一定质量的气体注射器内一定质量的气体.我们的研究对象是什么?实验需要测量的物理量?怎样保证实验过程温度不变?怎样保证气体质量不变?注射器内一定质量的气体注射器内一定质量的气体.压强、体积（体积的变化压强、体积（体积的变化与空气柱的长度有关）与空气柱的长度有关）三、实验探究三、实验探究我们

7、的研究对象是什么?实验需要测量的物理量?怎样保证实验过程温度不变?怎样保证气体质量不变?注射器内一定质量的气体注射器内一定质量的气体.压强、体积（体积的变化压强、体积（体积的变化与空气柱的长度有关）与空气柱的长度有关）变化过程十分缓慢变化过程十分缓慢容器透热容器透热环境恒温环境恒温三、实验探究三、实验探究我们的研究对象是什么?实验需要测量的物理量?怎样保证实验过程温度不变?怎样保证气体质量不变?注射器内一定质量的气体注射器内一定质量的气体.压强、体积（体积的变化压强、体积（体积的变化与空气柱的长度有关）与空气柱的长度有关）变化过程十分缓慢变化过程十分缓慢容器透热容器透热环境恒温环境恒温柱塞上涂

8、上润滑油柱塞上涂上润滑油三、实验探究三、实验探究p p p p/10 Pa/10 Pa5 5V V V V1 1 1 12 2 2 23 3 3 30 0 0 01 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 4次次数数 12345压强（压强（105Pa)3.02.52.01.51.0体积体积(L)1.31.62.02.74.0p p p p/10 Pa10 Pa10 Pa10 Pa5 51/1/V V V V1 1 1 12 2 2 23 3 3 30 0 0 00.20.20.20.20.40.40.40.40.60.60.60.60.80.80.80.8实实验验次次数数 12345

9、压压强强（105Pa)3.02.52.01.51.0体体积积(L)1.31.62.02.74.01/体体积积0.770.630.500.370.25p p p p/10 Pa10 Pa10 Pa10 Pa5 51/1/V V V V1 1 1 12 2 2 23 3 3 30 0 0 00.20.20.20.20.40.40.40.40.60.60.60.60.80.80.80.8实实验验次次数数 12345压压强强（105Pa)3.02.52.01.51.0体体积积(L)1.31.62.02.74.01/体体积积0.770.630.500.370.25探究结论：探究结论：探究结论：探究结论：

10、在温度不变时，压强p和体积V的倒数成正比。p p p p/10 Pa/10 Pa5 5V V V V1 1 1 12 2 2 23 3 3 30 0 0 01 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 4次次数数 12345压强（压强（105Pa)3.02.52.01.51.0体积体积(L)1.31.62.02.74.0p p p p/10 Pa/10 Pa5 5V V V V1 1 1 12 2 2 23 3 3 30 0 0 01 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 4次次数数 12345压强（压强（105Pa)3.02.52.01.51.0体积体积(L)1.31.6

11、2.02.74.0双曲线双曲线 一定质量的气体一定质量的气体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在温度不变的情况下在温度不变的情况下，它的压，它的压，它的压，它的压强跟体积成反比强跟体积成反比强跟体积成反比强跟体积成反比（三）玻意耳定律（三）玻意耳定律 1 1、内容：、内容：、内容：、内容：一定质量的气体一定质量的气体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在温度不变的情况下在温度不变的情况下，它的压，它的压，它的压，它的压强跟体积成反比强跟体积成反比强跟体积成反比强跟体积成反比（三）玻意耳定律（三）玻意耳定律 1 1、内容：、内容：、内

12、容：、内容：2 2、表达式：、表达式：、表达式：、表达式：一定质量的气体一定质量的气体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在温度不变的情况下在温度不变的情况下，它的压，它的压，它的压，它的压强跟体积成反比强跟体积成反比强跟体积成反比强跟体积成反比（三）玻意耳定律（三）玻意耳定律 1 1、内容：、内容：、内容：、内容：2 2、表达式：、表达式：、表达式：、表达式：3 3、图像：、图像：、图像：、图像：P P1/V1/VP PV V00 一定质量的气体一定质量的气体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在温度不变的情况下在温度不变的情况下，

13、它的压，它的压，它的压，它的压强跟体积成反比强跟体积成反比强跟体积成反比强跟体积成反比（三）玻意耳定律（三）玻意耳定律 1 1、内容：、内容：、内容：、内容：2 2、表达式：、表达式：、表达式：、表达式：3 3、图像：、图像：、图像：、图像：P P1/V1/VP PV V适用范围：适用范围：适用范围：适用范围：温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大00 一定质量的气体一定质量的气体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在温度不变的情况下在温度不变的情况下，它的压，它的压，它的压，它的压强跟体积成反比强跟体积成反比强跟

14、体积成反比强跟体积成反比（三）玻意耳定律（三）玻意耳定律 1 1、内容：、内容：、内容：、内容：2 2、表达式：、表达式：、表达式：、表达式：3 3、图像：、图像：、图像：、图像：P P1/V1/VP PV V适用范围：适用范围：适用范围：适用范围：温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大使用条件使用条件质量一定，温度不变质量一定，温度不变00p-V图像（等温线）图像（等温线）过原点的直线过原点的直线 双曲线的一支双曲线的一支 物理意义：等温线上的某点表示气体的一物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态，同一条等温线上的各点温度相个确定状态

15、，同一条等温线上的各点温度相同，即同，即p p与与V V乘积相同。乘积相同。p1/V0Vp0AB同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断哪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？思考与讨论思考与讨论Vp1230同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断哪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？思考与讨论思考与讨论Vp1230同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断哪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？思考与讨论思考与讨论结论结论:t3t2t1Vp1230同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断哪条等温线是表示温度较高

16、的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？思考与讨论思考与讨论Vp1230结论结论:t3t2t1不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。解：解：（1）以航天服内气体为研究对象）以航天服内气体为研究对象由由 得得解：解：（1）以航天服内气体为研究对象）以航天服内气体为研究对象由由 得得:（2）以充完气后航天服内的气体为研究对象以充完气后航天服内的气体为研究对象由由 得得:解得：解得：（1 1）明确研究对象（气体）；）明确研究对象（气体）；（2 2）分析过程特点，判断为等温过程；）分析过程特点，判断为等温过程；（3 3）列出初、末状态的）列出初、末状态的p

17、p、V V值；值；（4 4）根据）根据p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2列式求解；列式求解；利用玻意耳定律的解题思路利用玻意耳定律的解题思路例例2：一：一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处已知玻

18、璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强漏；大气压强p075.0 cmHg。环境温度不变。环境温度不变。例例2：解析：解析：设设玻璃管的横截面玻璃管的横截面积为积为S，（1）以）以右管右管中空气柱中空气柱为为研究研究对对象象p1p0(20.05.00)cmHg=90cmHgV120.0Sp1?V1(20-7.5)S=12.5S由玻意耳定律由玻意耳定律p1V1p1V1得得p1144cmHg依依题题意意p2p1144cmHg例例2：解析：解析：设设玻璃管的横截面玻璃管的横截面积为积为S，（2）以）以左左管管中空气柱中空

19、气柱为为研究研究对对象象p2p0=75cmHgV24.0Sp2144cmHgV2 l2S由玻意耳定律由玻意耳定律p2V2p2V2得得l22.08cm例例2：解析：解析：设设玻璃管的横截面玻璃管的横截面积为积为S，以左以左管中空气柱管中空气柱为为研究研究对对象象p2p0=75cmHgV24.0Sp2144cmHgV2 l2S由玻意耳定律由玻意耳定律p2V2p2V2得得l22.08cm7.5cm7.5cm水银水银2.08cm2.08cm空气空气活塞活塞活塞下降距离活塞下降距离例例2：解析：解析：设设玻璃管的横截面玻璃管的横截面积为积为S，以左以左管中空气柱管中空气柱为为研究研究对对象象p2p0=75cmHgV24.0Sp2144cmHgV2 l2S由玻意耳定律由玻意耳定律p2V2p2V2得得l22.08cm5cm+7.5cm+l2+h4.00cm20.0cm解解得得：h 9.42cm7.5cm7.5cm水银水银2.08cm2.08cm空气空气活塞活塞活塞下降距离活塞下降距离