人教版高中物理選修3-3-第八章第1節(jié)《氣體的等溫變化》(共33張)課件

1、第八章 氣 體 1.氣體的等溫變化第八章 氣 體1、溫度2、體積3、壓強(qiáng)熱力學(xué)溫度T ：開爾文 T = t 273 K體積 V單位：有L、mL等壓強(qiáng) p單位：Pa（帕斯卡）氣體的狀態(tài)參量復(fù)習(xí)1、溫度2、體積3、壓強(qiáng)熱力學(xué)溫度T ：開爾文體積 V壓強(qiáng) 1.產(chǎn)生原因碰撞大量的氣體對器壁的頻繁撞擊，產(chǎn)生一個(gè)均勻的，持續(xù)的壓力（舉例：雨傘），這個(gè)壓力就產(chǎn)生了壓強(qiáng)。2.說明：壓強(qiáng)與深度無關(guān)，在各處都相 等，向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)3.單位：Pa容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)1 Pa1 N/m2 1.產(chǎn)生原因碰撞2.說明：壓強(qiáng)與深度無關(guān)，在各處都相 1. 理論依據(jù)液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式 p = gh。液面與外界大氣相接觸。則液面下

2、h處的壓強(qiáng)為 p = p0 + gh連通器原理：在連通器中，同一種液體（中間液體不間斷）的同一水平面上的壓強(qiáng)是相等的。一、平衡態(tài)下液體封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算1. 理論依據(jù)一、平衡態(tài)下液體封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算h1h下列各圖裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)大氣壓強(qiáng)為P0，用水銀（或活塞）封閉一定量的氣體在玻璃管（或氣缸）中，求封閉氣體的壓強(qiáng)P練習(xí)：P =ghP =? cmHg（柱）P帕h米P =P0+ghP =P0- gh當(dāng)壓強(qiáng)單位取帕斯卡（帕）時(shí)當(dāng)壓強(qiáng)單位取cmHg時(shí)P =P0+hP =P0- hh1h下列各圖裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)大氣壓強(qiáng)為P0，用水銀（1）連通器原理：根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強(qiáng)相等，在

3、連通器內(nèi)靈活選取等壓面由兩側(cè)壓強(qiáng)相等列方程求解壓強(qiáng) 例如圖中，求A側(cè)封閉氣體的壓強(qiáng)同一液面C、D處壓強(qiáng)相等， pAp0ph2.計(jì)算方法（1）連通器原理：根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強(qiáng)相等，在連（3）受力平衡法：選與封閉氣體接觸的液柱為研究對象進(jìn)行受力分析，由F合0列式求氣體壓強(qiáng)hP =P0（3）受力平衡法：選與封閉氣體接觸的液柱為研究對象進(jìn)行受力分hhh連通器原理：同種液體在同一高度壓強(qiáng)相等P =P0+ghP =P0- ghP =P0- ghhhh連通器原理：同種液體在同一高度壓強(qiáng)相等P =P0h1h2ABP0PBPA玻璃管與水銀封閉兩部分氣體A和B。設(shè)大氣壓強(qiáng)為P0=76cmHg柱， h1

4、=10cm，h2=15cm。求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)PA=? 、 PB =?PaPacmHg柱cmHg柱例題：1atm = 76cmHg =1.0105 Pah1h2ABP0PBPA玻璃管與水銀封閉兩部分氣體A和B。P 求用固體（如活塞等）封閉在靜止容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)，應(yīng)對固體（如活塞等）進(jìn)行受力分析。然后根據(jù)平衡條件求解。二、平衡態(tài)下活塞、氣缸密閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算 求用固體（如活塞等）封閉在靜止容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)，應(yīng)對固體（求封閉氣體的壓強(qiáng)：例1方法總結(jié)：取研究對象 受力分析 列平衡式 求出氣體壓強(qiáng)求封閉氣體的壓強(qiáng)：例1方法總結(jié)：取研究對象 受力分SmmS練習(xí)：氣體對面的壓力與面垂直: F=PSGP

5、0SPSPS = P0S+mgGPSP0SNSPS =mg +P0ScosPS = mg+P0SSmmS練習(xí)：氣體對面的壓力與面垂直: F=PSGP0SMmSMmS以活塞為研究對象以氣缸為研究對象mg+PS = P0SMg+PS = P0SMmSMmS以活塞為研究對象以氣缸為研究對象mg+PS 例2、如圖所示，活塞質(zhì)量為m，缸套質(zhì)量為M，通過彈簧吊在天花板上，氣缸內(nèi)封住了一定質(zhì)量的空氣，而活塞與缸套間無摩擦,活塞面積為S，大氣壓強(qiáng)為P0，則下列說法正確的是( )A、內(nèi)外空氣對缸套的總作用力方向向上，大小為MgB、內(nèi)外空氣對缸套的總作用力方向向下，大小為mgC、氣缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)為P0-Mg/SD、

6、氣缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)為P0+mg/SAC 例2、如圖所示，活塞質(zhì)量為m，缸套質(zhì)量為M，通過彈簧吊在問題引入 一定質(zhì)量的氣體，它的溫度、體積和壓強(qiáng)三個(gè)量之間變化是相互對應(yīng)的。我們?nèi)绾未_定三個(gè)量之間的關(guān)系呢？當(dāng)有多個(gè)物理量需要研究時(shí)，我們一般怎么做？控制變量法問題引入 一定質(zhì)量的氣體，它的溫度、體積和壓強(qiáng)引言引入 今天，我們便開始研究氣體的三個(gè)狀態(tài)參量T、V、P之間的關(guān)系。 首先，我們來研究：當(dāng)溫度（ T ）保持不變時(shí)（理想）氣體的等溫變化過程，體積（ V ）和壓強(qiáng)（ p ）之間的關(guān)系引言引入 今天，我們便開始研究氣體的三個(gè)狀態(tài)參量T實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)研究（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?在溫度保持不變時(shí)，研究一定質(zhì)量氣體的

7、壓強(qiáng)和體積的關(guān)系（2）實(shí)驗(yàn)裝置1 實(shí)驗(yàn)裝置2（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量及分析實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)研究（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）實(shí)驗(yàn)裝置1 演示實(shí)驗(yàn)1(看課本）實(shí)驗(yàn)（1）研究的是哪一部分氣體?（2）怎樣保證 T 不變?（4）如何測 V ?（3）如何改變 p ?根據(jù)高度差演示實(shí)驗(yàn)1(看課本）實(shí)驗(yàn)（1）研究的是哪一部分氣體?（2）我們的研究對象是什么?實(shí)驗(yàn)需要測量的物理量?怎樣保證實(shí)驗(yàn)過程溫度不變?怎樣保證氣體質(zhì)量不變?注射器內(nèi)一定質(zhì)量的氣體.壓強(qiáng)、體積（體積的變化與空氣柱的長度有關(guān)）變化過程十分緩慢容器透熱環(huán)境恒溫確保密封性，柱塞上涂上凡士林我們的研究對象是什么?注射器內(nèi)一定質(zhì)量的氣體.壓強(qiáng)、體積（體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理

8、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)p/10 Pa5V12301234實(shí)驗(yàn)p/10 Pa5V12301234實(shí)驗(yàn)p/10 Pa51/V12300.20.40.60.8實(shí)驗(yàn)p/10 Pa51/V12300.20.40.60.8實(shí)驗(yàn) 在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)p和體積V成反比。結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論 在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)p和體積V成反比2、公式表述：pV = C 或p1V1=p2V23、圖像表述：p1/V0Vp0AA1、文字表述：一定質(zhì)量某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比。 三 、實(shí)驗(yàn)結(jié)論-玻意耳(玻意耳馬里奧特)定律2、公式表述：pV = C 或p1V1=p2V23、圖需要注意的問題研究對象:一定質(zhì)量的氣體適用條

9、件:溫度保持不變化適用范圍：溫度不太低，壓強(qiáng)不太大說明需要注意的問題研究對象:一定質(zhì)量的氣體說明思考與討論 同一氣體，不同溫度下等溫線是不同的，你能判斷那條等溫線是表示溫度較高的情形嗎？你是根據(jù)什么理由作出判斷的？結(jié)論:t3t2t1Vp1230思考與討論 同一氣體，不同溫度下等溫線是不同的，你能判斷2. 如圖所示，為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條等溫線，則下列說法正確的是()A從等溫線可以看出，一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成反比B一定質(zhì)量的氣體，在不同溫度下的等溫線是不同的C由圖可知T1T2D由圖可知T1T2ABD2. 如圖所示，為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條等溫線，則【

10、跟蹤發(fā)散】：如圖所示是某氣體狀態(tài)變化的pV圖象，則下列說法中正確的是()A氣體作的是等溫變化B從A至B氣體的壓強(qiáng)一直減小C從A至B氣體的體積一直增大D氣體的三個(gè)狀態(tài)參量一直都在變BCD【跟蹤發(fā)散】：如圖所示是某氣體狀態(tài)變化的pV圖象，則下列說三 、實(shí)驗(yàn)結(jié)論-玻意耳(玻意耳馬里奧特)定律1、文字表述：一定質(zhì)量某種氣體，在溫度不變 的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比。 2、公式表述：pV=常數(shù) 或p1V1=p2V23、條件:一定質(zhì)量氣體且溫度不變4、適用范圍：溫度不太低，壓強(qiáng)不太大三 、實(shí)驗(yàn)結(jié)論-玻意耳(玻意耳馬里奧特)定律1、文字表練習(xí)1.一根一端封閉的玻璃管開口向下插入水銀槽中,內(nèi)封一定質(zhì)量的氣體

11、,管內(nèi)水銀面低于管外,在溫度不變時(shí),將玻璃管稍向下插入一些,下列說法正確的是,如圖所示. ( )A.玻璃管內(nèi)氣體體積減小;B.玻璃管內(nèi)氣體體積增大;C.管內(nèi)外水銀面高度差減小;D.管內(nèi)外水銀面高度差增大.AD練習(xí)1.一根一端封閉的玻璃管開口向下插入水銀槽中,內(nèi)封一定質(zhì)如圖所示， 長為1m，開口豎直向上的玻璃管內(nèi)，封閉著長為15cm的水銀柱，封閉氣體的長度為20cm，已知大氣壓強(qiáng)為75cmHg，求：（1）玻璃管水平放置時(shí)， 管內(nèi)氣體的長度。（2）玻璃管開口豎直向下時(shí)， 水銀是否會流出？15cm20cm練習(xí)2如圖所示， 長為1m，開口豎直向上的玻璃管內(nèi)，封閉著長為15解：(1)以管內(nèi)氣體為研究對象

12、，管口豎直向上為初態(tài): 設(shè)管橫截面積為S，則 P1=751590cmHg V1=20S 水平放置為末態(tài)，P2=75cmHg 由玻意耳定律P1V1=P2V 2得： V2=P1V1P2=（9020S）75=24S 所以，管內(nèi)氣體長24cm (2)以管口豎直向上為初態(tài)，管口豎直向下為末態(tài) P2=751560cmHg 由玻意耳定律得：V2= P1V1P230S 所以，管內(nèi)氣體長30cm 因?yàn)?0cm15cm100cm，所以水銀不會流出解：(1)以管內(nèi)氣體為研究對象，管口豎直向上為初態(tài):一個(gè)籃球的容積是2.5L,用打氣筒給這個(gè)足球打氣,每打一次都把體積為125mL、壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相同的空氣打進(jìn)去,如果足球在打氣前就已是球形，內(nèi)部空氣壓強(qiáng)與大氣壓相同,那么打了20次以后,足球內(nèi)部空氣的壓強(qiáng)是大氣壓的多少倍?（設(shè)足球內(nèi)部的溫度保持不變）練習(xí)3就籃球而