医学专题—掌握玻意耳定律的内容.ppt

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1、气体气体(qt)(qt)的等温变化的等温变化第一页，共二十八页。1、知道什么、知道什么(shn me)是气体的等温变化是气体的等温变化2、掌握玻意耳定律的内容、掌握玻意耳定律的内容(nirng)、公式和条件公式和条件3、理解气体、理解气体(qt)等温变化的等温变化的 p-V 图象的物理意义图象的物理意义4、知道、知道p-V图上不同温度的等温线如何表示。图上不同温度的等温线如何表示。5、会用玻意耳定律进行有关计算。、会用玻意耳定律进行有关计算。学习目标学习目标第二页，共二十八页。本章本章(bn zhn)的研究对象（系统）的研究对象（系统）气气体体一、描述气体一、描述气体(qt)的状态参量的状态参

2、量温度、体积温度、体积(tj)、压强、压强第三页，共二十八页。1、温度、温度(wnd)2、体积、体积(tj)3、压强、压强(yqing)热力学温度热力学温度T：开尔文开尔文KT=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）气体的状态参量气体的状态参量第四页，共二十八页。1、气体、气体(qt)的温度：的温度：反应气体分子热运动平均动能反应气体分子热运动平均动能(dngnng)的大小的大小摄氏温度：用摄氏温度：用“t”表示表示(biosh)单位单位 热力学温度（绝对温度、开氏温度）：热力学温度（绝对温度、开氏温度）：用用“T”表示表示 单位

3、单位 K两种温度关系：两种温度关系：Tt273.15（K）一般计算：一般计算：Tt273（K）第五页，共二十八页。2、气体、气体(qt)的体积的体积 气体分子气体分子(fnz)无规则运动的结果，它总是均匀充满所能无规则运动的结果，它总是均匀充满所能到达的空间。到达的空间。故：气体的体积故：气体的体积(tj)就是容器的体积就是容器的体积(tj)用用“V”表示，单位表示，单位 m3常用单位：升（常用单位：升（L）毫升（毫升（mL）换算关系：换算关系：1m3103L106mL第六页，共二十八页。3、气体、气体(qt)的压强的压强 大量气体分子无规则运动撞击容器大量气体分子无规则运动撞击容器(rngq

4、)壁壁(或活塞或活塞)，使，使之受到持续的作用。之受到持续的作用。单位面积容器单位面积容器(rngq)壁壁(或活塞或活塞)上受到的压力就等于上受到的压力就等于气体的压强。气体的压强。用用“P”表示，表示，单位单位 帕帕(Pa)常用单位：标准大气压常用单位：标准大气压 cmHg mmHg第七页，共二十八页。压强单位的换算压强单位的换算(hun sun)关系关系1标准大气压标准大气压1.013105帕（帕（Pa）76cmHg 760mmHg确定确定(qudng)气体压强的方法气体压强的方法 由力学知识去求（平衡知识、牛顿由力学知识去求（平衡知识、牛顿(ni dn)第二定律第二定律知识等）知识等）第

5、八页，共二十八页。由液体封闭(fngb)的气体压强的计算由固体封闭(fngb)的气体压强的计算第九页，共二十八页。问题问题(wnt):方法方法(fngf)研究：研究：控制变量法控制变量法一定质量的气体一定质量的气体(qt)，P、V、T三个量之间变化满三个量之间变化满足一定的关系。我们如何确定三个量之间的关系呢足一定的关系。我们如何确定三个量之间的关系呢？当温度当温度T 不变时：研究体积不变时：研究体积 V 和压强和压强 p 之间的关系；之间的关系；当体积当体积 V不变时：研究温度不变时：研究温度T和压强和压强 p 之间的关系；之间的关系；当压强当压强 p不变时：研究温度不变时：研究温度T和体积

6、和体积 V之间的关系。之间的关系。第十页，共二十八页。1、等温变化：、等温变化：一定质量的某种气体一定质量的某种气体(qt)，在温度，在温度不变的情况下，压强与体积的变化关系叫不变的情况下，压强与体积的变化关系叫等温等温变化。变化。2、实验、实验(shyn)研研究究实验目的：实验目的：在温度保持不变时，研究在温度保持不变时，研究一定质量气体一定质量气体(qt)的压强和体积的关系。的压强和体积的关系。第十一页，共二十八页。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?怎样怎样(znyng)保证实验过程温度不变保证实验过程温度不变?怎样保证气体质量不变怎样保证

7、气体质量不变?要使密封的气体的压强，体积变化，应如要使密封的气体的压强，体积变化，应如要使密封的气体的压强，体积变化，应如要使密封的气体的压强，体积变化，应如何操作？压强又如何表达何操作？压强又如何表达何操作？压强又如何表达何操作？压强又如何表达？注射器内一定质量注射器内一定质量(zhling)的气体的气体.压强压强(yqing)、体积（体积的变化与空、体积（体积的变化与空气柱的长度有关）气柱的长度有关）变化过程十分缓慢、容器透热、环境恒变化过程十分缓慢、容器透热、环境恒温；手不要握住注射器的外管。温；手不要握住注射器的外管。柱塞上涂上凡士林密封柱塞上涂上凡士林密封一、探究气体等温变化的规律一

8、、探究气体等温变化的规律1.实验装置实验装置压强增大，体积减小；压强增大，体积减小；装置竖直装置竖直装置竖直装置竖直第十二页，共二十八页。结论：在温度一定的情况下，结论：在温度一定的情况下，空气空气(kngq)柱体积越小，压强就越柱体积越小，压强就越 ；空气柱体积越大，压强就越空气柱体积越大，压强就越 。封闭气体的压强跟体积封闭气体的压强跟体积(tj)(tj)是否成反比呢？是否成反比呢？2、实验、实验(shyn)数据的处理数据的处理第十三页，共二十八页。p p/10 Pa5V V1 12 23 30 01 12 23 34 4第十四页，共二十八页。p p/10 Pa10 Pa51/V V1 1

9、2 23 30 00.20.20.40.40.60.60.80.8第十五页，共二十八页。2、公式、公式(gngsh)：pV=常数常数 或或 p1V1=p2V23、图像、图像(t xin)：p1/V0Vp0AAp1、内容、内容(nirng)：一定质量的某种气体一定质量的某种气体,在温度不变的情在温度不变的情况下，况下，压强压强p p和体积和体积V V成反比。成反比。玻意耳定律玻意耳定律第十六页，共二十八页。5.5.意义意义(yy)(yy)(1)(1)图象意义图象意义(yy)(yy):反映压强随体积的变化关系反映压强随体积的变化关系(2)(2)点的意义点的意义:每一组数据每一组数据-反映反映(fn

10、yng)(fnyng)某一状态某一状态 (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,压强增大到原来的几倍压强增大到原来的几倍.体积增大体积增大到原来的几倍到原来的几倍,它的压强就减小为原来的几分之一它的压强就减小为原来的几分之一.4.说明说明:研究对象研究对象:一定质量的气体一定质量的气体适用条件适用条件:温度保持不变温度保持不变适用范围：温度不太低，压强不太大实际气体适用范围：温度不太低，压强不太大实际气体第十七页，共二十八页。T3 T2 T1Vp1230T1 T2 T31思考思考(sko)与讨论与讨论同一气体，不同同一气体，不同(b tn)(b tn)温度下等温

11、线是不同温度下等温线是不同(b tn)(b tn)的，的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是你能判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？根据什么理由作出判断的？第十八页，共二十八页。例例 1：在注射器中封闭：在注射器中封闭 1105Pa、300ml的空气，在相同的空气，在相同温度下，将它的体积缓慢地压缩一半，其压强温度下，将它的体积缓慢地压缩一半，其压强(yqing)变变为多少？为多少？2105Pa第十九页，共二十八页。例例2：某容器的容积是：某容器的容积是5L，里面所装气体的压强为，里面所装气体的压强为1106Pa,如果温度保持不变，把容器开关如果温度保

12、持不变，把容器开关(kigun)打开以打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？（已知外后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？（已知外界大气压强为界大气压强为1105Pa）1010第二十页，共二十八页。例例3.3.将一端将一端(ydun)(ydun)封闭的均匀直玻璃管开口向下，竖直插入封闭的均匀直玻璃管开口向下，竖直插入水银中，当管顶距槽中水银面水银中，当管顶距槽中水银面8cm8cm时，管内水银面比管外水时，管内水银面比管外水银面低银面低2cm2cm要使管内水银面比管外水银面高要使管内水银面比管外水银面高2cm2cm，应将玻，应将玻璃管竖直向上提起多少厘米？已知大气压强璃管竖直向上提起多少厘

13、米？已知大气压强p p0 0支持支持76cmHg76cmHg，设温度不变设温度不变分析：在确定分析：在确定(qudng)(qudng)初始条件时，无论是压强还是体积的计算，都离不初始条件时，无论是压强还是体积的计算，都离不开几何关系的分析，画好初末状态的图形，对解题便会有很大作用开几何关系的分析，画好初末状态的图形，对解题便会有很大作用(76+2)(8+2)s=(76-2)(x+8-2)s利用利用(lyng)(lyng)：P P1 1V V1 1=P=P2 2V V2 2第二十一页，共二十八页。3.3.用气体定律用气体定律(dngl)(dngl)解题的步骤解题的步骤（1 1）确定研究对象被封闭

14、的气体）确定研究对象被封闭的气体(满足质量满足质量(zhling)(zhling)不变的不变的条件条件)；（2 2）用一定的数字或表达式写出气体）用一定的数字或表达式写出气体(qt)(qt)状态的初始条件状态的初始条件(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）根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式公式(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

15、果的物理意义进行讨论第二十二页，共二十八页。一、知识一、知识(zh shi)：二、方法二、方法(fngf)：控制变量法控制变量法1 1、内容、内容(nirng)(nirng)：2 2、公式：、公式：pV=C 或或 p1V1=p2V2 3 3、图象：、图象：p pv vp p1/V1/V玻意耳定律：玻意耳定律：假设法假设法小结小结一定质量一定质量的某种气体，在的某种气体，在温度不变温度不变的情况的情况下，压强下，压强p与体积与体积V成成反比反比。等效法等效法第二十三页，共二十八页。练习练习(linx)1一个足球的体积一个足球的体积(tj)是是2.5L。用打气筒给这个足球打气，。用打气筒给这个足球

16、打气，每一次都把体积为每一次都把体积为125mL,压强与大气压相同的气体打进压强与大气压相同的气体打进球内。如果在打气前足球已经是球形并且里面的压强与球内。如果在打气前足球已经是球形并且里面的压强与大气压相同，打了大气压相同，打了20次后，足球内部空气的压强是大气次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍？压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时能满足你的前提吗？实际打气时能满足你的前提吗？第二十四页，共二十八页。初状态初状态(zhungti)：P0V1 末状态末状态(zhungti)：PV2重点重点(zhngdin)点拨点拨解：设大气压强为解：设大

17、气压强为P P0 0根据玻意耳定律：根据玻意耳定律：P P0 0V V1 1=PV=PV2 2 P P0 0(20(200.125+2.5)=0.125+2.5)=P P2.52.5得：得：P=2PP=2P0 0 2.5L1125mL2125mL20125mL2.5L第二十五页，共二十八页。练习练习2：大气压强：大气压强P075cmHg，一段长，一段长25cm水银柱在粗细均匀的水银柱在粗细均匀的玻璃管中封闭一定质量的气体，当玻璃管开口下竖直放置时，封闭玻璃管中封闭一定质量的气体，当玻璃管开口下竖直放置时，封闭气体的长度为气体的长度为50cm，现将玻璃管缓慢倒置过来，使其开口向上竖，现将玻璃管缓

18、慢倒置过来，使其开口向上竖直放置，求此时直放置，求此时(c sh)封闭气体的长度。（封闭气体温度不变）封闭气体的长度。（封闭气体温度不变）解：如图所示，设玻璃管的截面积为解：如图所示，设玻璃管的截面积为S S，则：，则：初状态初状态(zhungti)(zhungti)：P P1 17575252550(cmH50(cmHg g)V V1 1L L1 1S S末状态末状态(zhungti)(zhungti)：P P2 275+2575+25100(cmH100(cmHg g)V V2 2L L2 2S S由玻意耳定律：由玻意耳定律：P P1 1V V1 1P P2 2V V2 2L L2 2P

19、P1 1L L1 1P P2 25050505010010025(cm)25(cm)第二十六页，共二十八页。练习练习3：大气压强：大气压强P0105Pa，活塞的面积，活塞的面积(min j)S10cm2、质量为、质量为2Kg，在圆柱型气缸中封闭一定质量的气体，当气缸水平放置时，在圆柱型气缸中封闭一定质量的气体，当气缸水平放置时，封闭气体在气缸中的长度为封闭气体在气缸中的长度为12cm，将气缸开口向上竖立起来，如，将气缸开口向上竖立起来，如图所示。求此时封闭气体在气缸中的长度。图所示。求此时封闭气体在气缸中的长度。（封闭（封闭(fngb)气体温度不变，气体温度不变，g10m/s2，不计活塞与气缸

20、壁的摩擦），不计活塞与气缸壁的摩擦）解：对一定质量解：对一定质量(zhling)(zhling)的封闭气体的封闭气体初状态：初状态：P P1 1P P0 010105 5P Pa a V V1 1L L1 1S S末状态：末状态：P P2 2P P0 0+mg/s+mg/s1.21.210105 5P Pa a V V2 2L L2 2S S由玻意耳定律：由玻意耳定律：P P1 1V V1 1P P2 2V V2 2L L2 2P P1 1L L1 1P P2 21 112121.21.21010（cmcm）第二十七页，共二十八页。内容(nirng)总结气体的等温变化。2、掌握玻意耳定律的内容、公式和条件。换算关系：1m3103L106mL。单位面积容器壁(或活塞)上受到的压力就等于气体的压强。由力学知识去求（平衡知识、牛顿第二定律知识等）。变化过程十分缓慢、容器透热、环境恒温。1、内容：一定质量(zhling)的某种气体,在温度不变的情况下，压强p和体积V成反比。（1）确定研究对象被封闭的气体(满足质量(zhling)不变的条件)。初状态：P1752550(cmHg)第二十八页，共二十八页。