1、.,8.1 氣體的等溫變化,第八章 氣體,第1課時,.,一 問題的引入,生活實例：夏天打足氣的自行車在烈日下曝曬，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？原因是什么?,T升高，P增大，V變大,2、控制變量法,1、描述氣體的三個狀態(tài)參量,壓強（p，力學性質(zhì)）、 體積（V，幾何性質(zhì)）、 溫度（T，熱學性質(zhì)）,.,一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變時發(fā)生的狀態(tài)變化過程，叫做氣體的等溫變化。,二、等溫變化（ m不變；T不變）,溫度不變時，氣體的壓強和體積之間有什么關(guān)系？,猜想：,.,三、實驗探究,.,三、實驗探究氣體等溫變化的規(guī)律,設計實驗,數(shù)據(jù)處理,（測量哪些物理量）,（猜想）,如何測 體積、壓強,注意事項,（質(zhì)量一定，溫度不變）

2、,氣 體 定 律 演 示 儀,.,數(shù)據(jù)采集,P增大，V減小，P,V間到底什么關(guān)系？猜想！,數(shù)據(jù)處理,.,四 、試驗結(jié)論-玻意耳定律,一定質(zhì)量某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V成反比。,pV=常數(shù) 或p1V1=p2V2,溫度不太低，壓強不太大,質(zhì)量一定，溫度不變,.,五、p-V圖像（等溫線）,過原點的直線 雙曲線的一支,物理意義：等溫線上的某點表示氣體的一個確定狀態(tài)。同一條等溫線上的各點溫度相同，即p與V乘積相同。,.,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:t3t2t1,不同溫度下的等溫線，離原點越遠，溫度越高

3、。,.,小試牛刀,一定質(zhì)量氣體的體積是20L時，壓強為1105Pa。當氣體的體積減小到16L時，壓強為多大？設氣體的溫度保持不變。,解：以氣體為研究對象， 由 得,.,（1）明確研究對象（氣體）； （2）分析過程特點，判斷為等溫過程； （3）列出初、末狀態(tài)的p、V值； （4）根據(jù)p1V1=p2V2列式求解；,利用玻意耳定律的解題思路,.,一、玻意耳定律,1、內(nèi)容:一定質(zhì)量某種氣體，在溫度不變的 情況下，壓強p與體積V成反比。,2、公式： pV=C(常數(shù)) 或p1V1=p2V2,3.條件: 一定質(zhì)量氣體且溫度不變,4、適用范圍：溫度不太低，壓強不太大,復習回顧,.,二.等溫變化圖象 1、特點:

4、(1)等溫線是雙曲線的一支。,(2)溫度越高,其等溫線離原點越遠.,2、圖象意義:,(1)物理意義:反映壓強隨體積的變化關(guān)系,(2)圖像上每點的意義: 每一組數(shù)據(jù)-反映某一狀態(tài),.,例. 某個容器的容積是10L，所裝氣體的壓強是20105Pa。如果溫度保持不變，把容器的開關(guān)打開以后，容器里剩下的氣體是原來的百分之幾？設大氣壓是1.0105Pa。,解 選容器原裝氣體為研究對象。,初態(tài) p1=20105Pa V1=10L T1=T,末態(tài) p2=1.0105Pa V2=？L T2=T,由玻意耳定律 p1V1=p2V2得,即剩下的氣體為原來的5。,就容器而言，里面氣體質(zhì)量變了，似乎是變質(zhì)量問題了，但若

5、視容器中氣體出而不走，就又是質(zhì)量不變了。,.,變式拓展：（課本習題1）一個足球的容積是2.5L。用打氣筒給這個足球打氣，每打一次都把體積為125mL、壓強與大氣壓強相同的氣體打進球內(nèi)。如果在打氣前足球就已經(jīng)是球形并且里面的壓強與大氣壓強相同。打了20次后，足球內(nèi)部空氣的壓強是大氣壓的多少倍？你在得出結(jié)論時考慮到了什么前提？實際打氣時的情況能夠滿足你的前提嗎？,解：研究對象:打完20次氣后足球內(nèi)的氣體，假設氣體的溫度和球的體積均不發(fā)生變化，設大氣壓強為p0，則 初態(tài)：壓強p1=p0， V1=2.5+0.12520=5L 末態(tài)：壓強p2=？ 體積為打氣后V2=2.5L， 據(jù)玻意耳定律有：p1V1=

6、p2V2 得：,p05=p22.5解得：p2=2p0,.,專題：密閉氣體壓強的計算,第2課時,.,氣體壓強產(chǎn)生的原因： 大量分子無規(guī)則運動，頻繁與器壁碰撞，宏觀上對器壁產(chǎn)生了持續(xù)的壓力。單位面積所受壓力，叫壓強。,一個空氣分子，每秒鐘與其它分子碰撞達65億次之多。,容器中各處的壓強相等,.,1. 理論依據(jù) 液體壓強的計算公式 p = gh。 液面與外界大氣相接觸。則液面下h處的壓強為 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是相等的。,一、平衡態(tài)下液體封閉氣體壓強的計算,.,（1）連通器原理：根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強相等，在連通器

7、內(nèi)靈活選取等壓面由兩側(cè)壓強相等列方程求解壓強 例如圖中，同一液面C、D處壓強相等 pAp0ph.,（2）參考液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程消去面積，得到液片兩側(cè)壓強相等，進而求得氣體壓強 例如，圖中粗細均勻的U形管中封閉了一定質(zhì)量的氣體A，在其最低處取一液片B，由其兩側(cè)受力平衡可知 (pAph0)S(p0phph0)S.即pAp0ph.,2.計算方法,（3）受力平衡法：選與封閉氣體接觸的液柱為研究對象進行受力分析，由F合0列式求氣體壓強,.,下列各圖裝置均處于靜止狀態(tài)。設大氣壓強為P0，用水銀（或活塞）封閉一定量的氣體在玻璃管（或氣缸）

8、中，求封閉氣體的壓強P,練習：,P =P0,P =P0+gh,P =P0- gh,.,連通器原理：同種液體在同一高度壓強相等,P =P0+gh,P =P0- gh,P =P0- gh,.,例：計算圖2中各種情況下，被封閉氣體的壓強。（標準大氣壓強p0=76cmHg，圖中液體為水銀）,76cmHg,51cmHg,63.5cmHg,51cmHg,101cmHg,.,求用固體（如活塞等）封閉在靜止容器內(nèi)的氣體壓強，應對固體（如活塞等）進行受力分析。然后根據(jù)平衡條件求解。,二、平衡態(tài)下活塞、氣缸密閉氣體壓強的計算,.,氣體對面的壓力與面垂直: F=PS,PS = P0S+mg,S,PS =mg +P0

9、Scos,PS = mg+P0S,.,以活塞為研究對象,以氣缸為研究對象,mg+PS = P0S,Mg+PS = P0S,.,課本習題2：水銀氣壓計中混入一個氣泡，上升到水銀柱的上方，使水銀柱上方不再是真空。當實際大氣壓相當于768mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強時，這個水銀氣壓計的讀數(shù)只有750mm，此時管中的水銀面到管頂?shù)木嚯x為80mm。當這個氣壓計的讀數(shù)為740mm水銀柱時，實際的大氣壓相當于多高的水銀柱產(chǎn)生的壓強？設溫度保持不變。,解：情景示意圖如圖（1）再分析可知氣壓計變成740mm水銀柱是由大氣壓發(fā)生變化而引起的。如圖（2）要求出此時大氣壓的值，須研究水銀柱上方的氣體的壓強。,以水銀柱上方

10、的氣體為研究對象，根據(jù)P1V1=P2V2可得：,（768-750） 80s=（h-740） 90s，解得：h=756mm,.,例1、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Mg B、內(nèi)外空氣對缸套的總作用力方向向下，大小為mg C、氣缸內(nèi)空氣壓強為P0-Mg/S D、氣缸內(nèi)空氣壓強為P0+mg/S,AC,.,例2如圖所示,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,管內(nèi)水銀面低于管外,在溫度不變時,將玻璃管稍

11、向下插入一些,下列說法正確的是( ) 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 如圖所示，注有水銀的U型管，A管上端封閉，A、B兩管用橡皮管相通開始時兩管液面相平，現(xiàn)將B管緩慢降低，在這一過程中，A管內(nèi)氣體體積_，B管比A管液面_,強調(diào)思路，由V的變化壓強變化借助p的計算判斷液面的高低,增大,低,.,如圖所示，汽缸內(nèi)封閉著一定溫度的氣體，氣體長度為12cm?；钊|(zhì)量為20kg，橫截面積為100cm。已知大氣壓強為1105Pa。 求：汽缸開口向上時，氣體的長度。,大展身手,.,解：以缸內(nèi)封閉氣體為研究對象，,初態(tài)：,末態(tài)：,由玻意耳定律 得,由活塞受力平衡得：,.,如圖所示，汽缸內(nèi)封閉著一定溫度的氣體，氣體長度為12cm。活塞質(zhì)量為20kg，橫截面積為100cm。已知大氣壓強為1105Pa。 求：汽缸開