《气体的等温变化》.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学习目标学习目标 学有目标、行有计划。明确的目标，是开启高效学习的关学有目标、行有计划。明确的目标，是开启高效学习的关学有目标、行有计划。明确的目标，是开启高效学习的关学有目标、行有计划。明确的目标，是开启高效学习的关键点。通过本节课的学习，我们应完成以下四个目标。键点。通过本节课的学习，我们应完成以下四个目标。键点。通过本节课的学习，我们应完成以下四个目标。键点。通过本节课的学习，我们应完成以下四个目标。1 1 1 1、知道探究气体等温变化规律的实验原理及操作、知道探究气体等温变化规律的实验原理及操作、知道探究气体等温变化规律的实验

2、原理及操作、知道探究气体等温变化规律的实验原理及操作要点要点要点要点2 2 2 2、理解玻意耳定律的内容和公式并知道定律的适、理解玻意耳定律的内容和公式并知道定律的适、理解玻意耳定律的内容和公式并知道定律的适、理解玻意耳定律的内容和公式并知道定律的适用条件用条件用条件用条件3 3 3 3、理解气体等温变化的、理解气体等温变化的、理解气体等温变化的、理解气体等温变化的 p-V p-V p-V p-V 图象的物理意义图象的物理意义图象的物理意义图象的物理意义4 4 4 4、会用玻意耳定律计算有关的问题。、会用玻意耳定律计算有关的问题。、会用玻意耳定律计算有关的问题。、会用玻意耳定律计算有关的问题。

3、本节课要学习的内容与下列这些知识有着密切的联系请同学们本节课要学习的内容与下列这些知识有着密切的联系请同学们本节课要学习的内容与下列这些知识有着密切的联系请同学们本节课要学习的内容与下列这些知识有着密切的联系请同学们快速回顾，自由回答。快速回顾，自由回答。快速回顾，自由回答。快速回顾，自由回答。1 1 1 1、研究气体的性质，通常用哪几个物理量描述气体的状态？、研究气体的性质，通常用哪几个物理量描述气体的状态？、研究气体的性质，通常用哪几个物理量描述气体的状态？、研究气体的性质，通常用哪几个物理量描述气体的状态？2 2 2 2、温度是表示什么的物理量？在国际单位制中，用什么温标、温度是表示什么

4、的物理量？在国际单位制中，用什么温标、温度是表示什么的物理量？在国际单位制中，用什么温标、温度是表示什么的物理量？在国际单位制中，用什么温标表示温度？单位和符号分别是表示温度？单位和符号分别是表示温度？单位和符号分别是表示温度？单位和符号分别是?它和常用的摄氏温度有什它和常用的摄氏温度有什它和常用的摄氏温度有什它和常用的摄氏温度有什么换算关系？么换算关系？么换算关系？么换算关系？3 3 3 3、气体的体积指的是？在国际单位制中，其单位和符号分别、气体的体积指的是？在国际单位制中，其单位和符号分别、气体的体积指的是？在国际单位制中，其单位和符号分别、气体的体积指的是？在国际单位制中，其单位和符号

5、分别是？常用单位还有哪些？是？常用单位还有哪些？是？常用单位还有哪些？是？常用单位还有哪些？4 4 4 4、在国际单位制中，压强的单位和符号分别是？气体压强常、在国际单位制中，压强的单位和符号分别是？气体压强常、在国际单位制中，压强的单位和符号分别是？气体压强常、在国际单位制中，压强的单位和符号分别是？气体压强常用的单位还有哪些？用的单位还有哪些？用的单位还有哪些？用的单位还有哪些？5 5 5 5、对于一定质量的气体，当系统处于平衡态时，它的状态参、对于一定质量的气体，当系统处于平衡态时，它的状态参、对于一定质量的气体，当系统处于平衡态时，它的状态参、对于一定质量的气体，当系统处于平衡态时，它

6、的状态参量有什么特点？量有什么特点？量有什么特点？量有什么特点？整体感知整体感知温习回顾温习回顾思考讨论：思考讨论：结合生活中的经验，对于质量一定的气体，能结合生活中的经验，对于质量一定的气体，能结合生活中的经验，对于质量一定的气体，能结合生活中的经验，对于质量一定的气体，能否出现只有一个状态参量发生变化，而其它两个参否出现只有一个状态参量发生变化，而其它两个参否出现只有一个状态参量发生变化，而其它两个参否出现只有一个状态参量发生变化，而其它两个参量不变的情况？请举例说明。量不变的情况？请举例说明。量不变的情况？请举例说明。量不变的情况？请举例说明。特别提醒：特别提醒：气体的三个状态参量（气体

7、的三个状态参量（气体的三个状态参量（气体的三个状态参量（P P P P、V V V V、T T T T）发生变化时，）发生变化时，）发生变化时，）发生变化时，不会出现只变其中一个状态参量，另外两个参量均不会出现只变其中一个状态参量，另外两个参量均不会出现只变其中一个状态参量，另外两个参量均不会出现只变其中一个状态参量，另外两个参量均不变的情况。即当一个状态参量发生了变化，另外不变的情况。即当一个状态参量发生了变化，另外不变的情况。即当一个状态参量发生了变化，另外不变的情况。即当一个状态参量发生了变化，另外的两个状态参量至少有一个状态参量随之发生变化。的两个状态参量至少有一个状态参量随之发生变化

8、。的两个状态参量至少有一个状态参量随之发生变化。的两个状态参量至少有一个状态参量随之发生变化。一定质量的气体，在温度不变时发生的状态变化一定质量的气体，在温度不变时发生的状态变化过程，叫做气体的等温变化。过程，叫做气体的等温变化。等温变化等温变化温度不变时，气体的压强和体积之间有什么温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？关系？想一想：想一想：探究气体等温变化的规律探究气体等温变化的规律猜想猜想一定质量的气一定质量的气体，在温度不体，在温度不变时，其压强变时，其压强与体积之间有与体积之间有何关系？何关系？试验探究试验探究 研究对象是什么？研究对象是什么？研究对象是什么？研究对象是什么？如何

9、控制气体的质量如何控制气体的质量如何控制气体的质量如何控制气体的质量mm、温度温度温度温度T T保持不变保持不变保持不变保持不变？如何改变压强如何改变压强如何改变压强如何改变压强P P、体体体体积积积积 V V？如何测量压强如何测量压强如何测量压强如何测量压强P P、体体体体积积积积V V？采用仪器采用仪器 注射器、注射器、压力表压力表主体探究主体探究主要步骤：主要步骤：1、密封一定质量的气体。、密封一定质量的气体。2、改变气体的体积，记、改变气体的体积，记录气体长度和该状态下录气体长度和该状态下压强的大小。压强的大小。3、数据处理。、数据处理。注意事项：注意事项：1、尽量避免漏气。、尽量避免

10、漏气。2、不要用手握住玻璃管。、不要用手握住玻璃管。3、移动活塞要缓慢。、移动活塞要缓慢。气气体体定定律律演演示示仪仪数据采集数据采集P增大，V减小，P,V间到底什么关系？猜想！室内温度室内温度:思考与讨论思考与讨论数据处理数据处理算一下算一下P,V乘积。乘积。1作作P，V图像，观察结果图像，观察结果2作作P，1/V图像，观察结果图像，观察结果3气体压强气体压强P气体体积气体体积V气体体积倒数气体体积倒数1/V气体压强气体压强P实验结论实验结论玻意耳定律玻意耳定律文字表述文字表述1一定质量某种气体，在温度不变的一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强情况下，压强p与体积与体积V成反比。成反比

11、。公式表示公式表示2pV=常数常数 或或p1V1=p2V2图像表述图像表述（等温线）（等温线）3p1/V0Vp0AA使用范围使用范围4温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态。物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态。物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态。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同，即同一条等温线上的各点温度相同，即同一条等温线上的各点温度相同，即同一条等温线上的各点温度相同，即p p p p与与与与V V V V乘积相同。乘积相同。乘积相同。乘积相同。同一气体，不同温度下等温线

12、是不同的，你能判同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根断那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？据什么理由作出判断的？据什么理由作出判断的？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。1 1 1 1、一定质量气体的体积是、一定质量气体的体积是、一定

13、质量气体的体积是、一定质量气体的体积是20L20L20L20L时，压强为时，压强为时，压强为时，压强为1101101101105 5 5 5PaPaPaPa。当气体的体积减小到当气体的体积减小到当气体的体积减小到当气体的体积减小到16L16L16L16L时，压强为多大？设气体的时，压强为多大？设气体的时，压强为多大？设气体的时，压强为多大？设气体的温度保持不变。温度保持不变。温度保持不变。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 1 1）明确研究对象（气体）；）明确研究对象（气体）；）明确研究对象（气体）；）明确研究对象（气体）；（2 2 2

14、 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；）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 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）根据）根据）根据）根据p p p p1 1 1 1V V V V1 1 1 1=p=p=p=p2 2 2 2V V V V2 2 2 2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 2 2、如图所示，、如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气汽缸内封闭着一定

15、温度的气体，气体长度为体，气体长度为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1101105 5PaPa。求求：汽缸开口向上时，气体的长度为多少？汽缸开口向上时，气体的长度为多少？解解：以缸内封闭气体为研究对象，以缸内封闭气体为研究对象，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：3 3 3 3、一定质量的气体由状态、一定质量的气体由状态、一定质量的气体由状态、一定质量的气体由状态A A A A变到状态变到状态变到状态变到状态B B B B的过程如图所的过程如图所的过程如图所的过程如图所

16、示，示，示，示，A A A A、B B B B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温位于同一双曲线上，则此变化过程中，温位于同一双曲线上，则此变化过程中，温位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（度（度（度（）A A A A、一直下降、一直下降、一直下降、一直下降 B B B B、先上升后下降、先上升后下降、先上升后下降、先上升后下降 C C C C、先下降后上升、先下降后上升、先下降后上升、先下降后上升 D D D D、一直上升、一直上升、一直上升、一直上升 B4 4、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

17、不变，把容器的开关。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1.0101.0105 5PaPa。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。解：设容器原装气体为研究对象解：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=10L末态末态 p p2 2=1.0105Pa V=1.0105Pa V2

18、 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。5 5、一个足球的容积是、一个足球的容积是2.5L,2.5L,用打气筒给这个足用打气筒给这个足球打气球打气,每打一次都把体积为每打一次都把体积为125mL125mL、压强与大、压强与大气压强相同的空气打进去气压强相同的空气打进去,如果足球在打气前如果足球在打气前就已是球形，内部空气压强与大气压相同就已是球形，内部空气压强与大气压相同,那那么打了么打了2020次以后次以后,足球内部空气的压强是大气足球内部空气的压强是大气压的多少倍压的多少倍?（设足球内部的温度保

19、持不变）设足球内部的温度保持不变）6 6、如图所示，、如图所示，长为长为1m1m，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15cm15cm的水银柱，封闭气体的长度的水银柱，封闭气体的长度为为20cm20cm，已知大气压强为，已知大气压强为75cmHg75cmHg，求，求：（1 1）玻璃管水平放置时，玻璃管水平放置时，管内气体的长度。管内气体的长度。（2 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解解解解：(1)(1)(1)(1)以管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态以

20、管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态以管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态以管内气体为研究对象，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 S S，则，则，则，则 P P P P1 1 1 1=75=75=75=751515151590cmHg V90cmHg V90cmHg V90cmHg V1 1 1 1=20S=20S=20S=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，P P P P2 2 2 2=75cmHg =75cmHg =75cmHg =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P P

21、P P1 1 1 1V V V V1 1 1 1=P=P=P=P2 2 2 2V V V V 2 2 2 2得：得：得：得：V V V V2 2 2 2=P=P=P=P1 1 1 1V V V V1 1 1 1P P P P2 2 2 2=（9020S9020S9020S9020S）75=24S75=24S75=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24cm24cm24cm24cm (2)(2)(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

22、口竖直向下为末态 P P P P2 2 2 2=75=75=75=751515151560cmHg 60cmHg 60cmHg 60cmHg 由玻意耳定律得：由玻意耳定律得：由玻意耳定律得：由玻意耳定律得：V V V V2 2 2 2=P=P=P=P1 1 1 1V V V V1 1 1 1P P P P2 2 2 230S30S30S30S 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30cm30cm30cm30cm 因为因为因为因为30cm30cm30cm30cm15cm15cm15cm15cm100cm100cm100cm100cm，所以水银不会流出，所以水银不会流出，所以水银不会流出，所以水银不会流出