人教版高中物理選擇性必修第三冊(cè)探究氣體等溫變化的規(guī)律課件

第二章氣體、固體和液體探究氣體等溫變化的規(guī)律04精彩動(dòng)圖04學(xué)習(xí)目標(biāo)31、掌握用控制變量法探究實(shí)驗(yàn)規(guī)律2、會(huì)用注射器模型探究氣體等溫變化的規(guī)律3、會(huì)用傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律一實(shí)驗(yàn)思路二測(cè)量的物理量//////////////三實(shí)驗(yàn)步驟四數(shù)據(jù)分析//////////////五注意事項(xiàng)///////在物理學(xué)中，當(dāng)需要研究三個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，往往采用“保持一個(gè)量不變，研究其它兩個(gè)量之間的關(guān)系，然后綜合起來得出所要研究的幾個(gè)量之間的關(guān)系”.

☆控制變量的方法思考：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(duì)應(yīng)的.我們?nèi)绾未_定三個(gè)量之間的關(guān)系呢？一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，其壓強(qiáng)與體積的變化關(guān)系。我們首先研究一種特殊情況：我們把這種變化稱為：等溫變化實(shí)驗(yàn)：

探究氣體等溫變化的規(guī)律一定質(zhì)量的空氣，在溫度不變的情況下，測(cè)量氣體在不同體積時(shí)的壓強(qiáng)，再分析氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)思路：利用右圖裝置。注射器下端的開口有橡皮套，它和柱塞一起把一段空氣柱封閉。實(shí)驗(yàn)：

探究氣體等溫變化的規(guī)律空氣柱的長度l可以通過刻度尺讀取空氣柱的長度l與橫截面積S的乘積就是它的體積V；空氣柱的壓強(qiáng)可以由壓力表讀??；使柱塞緩慢向下壓或向上拉，讀取長度和壓強(qiáng)的幾組數(shù)據(jù)物理量的測(cè)量：實(shí)驗(yàn)步驟：數(shù)據(jù)分析：次數(shù)12345壓強(qiáng)（×105Pa)3.02.52.01.51.0體積(L)1.31.62.02.74.0V12301234p-V圖像該圖象是否可以說明p與V成反比？思考如何確定p與V的關(guān)系呢？1/V12300.20.40.60.8p-1/V圖像一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p和體積V成反比。結(jié)論：①改變氣體體積時(shí)，要緩慢進(jìn)行，等穩(wěn)定后再讀出氣體壓強(qiáng)，以防止氣體體積變化太快，氣體的溫度發(fā)生變化；②實(shí)驗(yàn)過程中，不要用手接觸注射器的圓筒，以防止圓筒從手上吸收熱量，引起內(nèi)部氣體溫度變化；

③實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持氣體的質(zhì)量不變，故實(shí)驗(yàn)前應(yīng)在柱塞上涂好潤滑油，以免漏氣；⑤本實(shí)驗(yàn)測(cè)量體積時(shí)誤差主要出現(xiàn)在長度的測(cè)量上，由于柱塞不能與刻度尺非常靠近，故讀數(shù)時(shí)注意視線一定要與柱塞底面相平。④在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，由于氣體體積與長度成正比，因此研究氣體的體積與壓強(qiáng)的關(guān)系時(shí)，不用測(cè)量空氣柱的橫截面積；注意事項(xiàng)：做一做：用傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律典例體驗(yàn)例．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置來探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化遵循的規(guī)律。（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是________。A．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將注射器內(nèi)的空氣完全排出B．空氣柱體積變化應(yīng)盡可能的快些C．空氣柱的壓強(qiáng)隨體積的減小而減小D．作出p－1/V

的圖像可以直觀反映出p與V的關(guān)系（2）如圖是甲、乙兩同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到的p－1/V圖像，若兩人實(shí)驗(yàn)時(shí)均操作無誤且選取的坐標(biāo)標(biāo)度相同，那么兩圖像斜率不同的主要原因是_________?！敬鸢浮緿研究氣體的質(zhì)量不同（或同質(zhì)量氣體在不同溫度下研究）

【解析】（1）A．實(shí)驗(yàn)是以注射器內(nèi)的空氣為研究對(duì)象，所以實(shí)驗(yàn)前注射器內(nèi)的空氣不能完全排出，A錯(cuò)誤；B．空氣柱的體積變化不能太快，要緩慢移動(dòng)注射器保證氣體溫度不變，B錯(cuò)誤；C．氣體發(fā)生等溫變化，空氣柱的壓強(qiáng)隨體積的減小而增大，C錯(cuò)誤；D．p-1/V圖像是一條傾斜的直線，作出p-1/V的圖像可以直觀反映出p與V的關(guān)系，D正確。故選D。（2）根據(jù)p-1/V圖像可知，如果溫度相同，則說明兩次氣體質(zhì)量不同，如果氣體質(zhì)量相同則兩次溫度不同。課堂小結(jié)探究氣體等溫變化的規(guī)律1.實(shí)驗(yàn)思路；2.物理量的測(cè)量；3.數(shù)據(jù)分析.針對(duì)訓(xùn)練2.有同學(xué)在做“用DIS研究溫度不變時(shí)氣體的壓強(qiáng)跟體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，緩慢推動(dòng)活塞，在使注射器內(nèi)空氣體積逐漸小的過程中，多次從注射器的刻度上讀出體積值并輸入計(jì)算機(jī)，同時(shí)由壓強(qiáng)傳感器將對(duì)應(yīng)體積的壓強(qiáng)值通過數(shù)據(jù)采集器傳送給計(jì)算機(jī)。實(shí)驗(yàn)完成后，計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出如圖所示的p-V圖線（其中實(shí)線是實(shí)驗(yàn)所得圖線，虛線為一根參考雙曲線）。①實(shí)驗(yàn)過程中為什么要求緩慢推動(dòng)活塞？___________②仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn)，該圖線與玻意耳定律不夠吻合，造成這一現(xiàn)象的可能原因是：_______【答案】使氣體有充分的時(shí)間與外界進(jìn)行熱交換，保證氣體做等溫變化

注射器漏氣，使氣體的體積減小，圖像向左偏移

【解析】①實(shí)驗(yàn)過程中要緩慢推動(dòng)活塞，使氣體有充分的時(shí)間與外界進(jìn)行熱交換，保證氣體做等溫變化；②仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn)，該圖線與玻意耳定律不夠吻合，造成這一現(xiàn)象的可能原因是：注射器漏氣，使氣體的體積減小，圖像向左偏移（也可能是周圍環(huán)境溫度降低）。3．用圖甲所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。（1）實(shí)驗(yàn)中，為找到體積與壓強(qiáng)的關(guān)系，____（選填“需要”或“不需要”）測(cè)空氣柱的橫截面積；（2）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的操作，下列說法正確的有_________；A．柱塞上應(yīng)該涂油B．應(yīng)緩慢推拉柱塞C．用手握注射器推拉柱塞D．注射器必須固定在豎直平面內(nèi)（3）測(cè)得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，以p為縱坐標(biāo)，1/V為橫坐標(biāo)。在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖；小明所在的小組不斷壓縮氣體，由測(cè)得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)p與V的乘積值越來越小，則用上述方法作出的圖像應(yīng)為圖乙中的________（選填“①”或“②”），造成該現(xiàn)象的原因可能是____________?！敬鸢浮坎恍枰狝B②漏氣

【解析】(1)由于注射器的橫截面積相等，所以在此可用長度代替體積，故不需要測(cè)空氣柱的橫截面積。(2)A．柱塞上涂油，既減小摩擦，又防止漏氣，故A正確；B．若急速推拉活塞，則有可能造成漏氣和等溫條件的不滿足，所以應(yīng)緩慢推拉活塞，故B正確；C．手握活塞造成溫度變化，故C錯(cuò)誤；D．壓強(qiáng)由壓力表測(cè)量，不是由豎直的