1、,1、溫度,2、體積,3、壓強,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 p 單位：Pa（帕斯卡）,氣體的狀態(tài)參量,復(fù)習(xí),方法研究,在物理學(xué)中，當(dāng)需要研究三個物理量之間的關(guān)系時，往往采用“保持一個量不變，研究其它兩個量之間的關(guān)系，然后綜合起來得出所要研究的幾個量之間的關(guān)系”., 控制變量的方法,思考：一定質(zhì)量的氣體，它的溫度、體積和壓強三個量之間變化是相互對應(yīng)的.我們?nèi)绾未_定三個量之間的關(guān)系呢？,1.等溫變化：氣體在溫度不變的狀態(tài)下，發(fā)生的變化.,2.在等溫變化中，氣體的壓強與體積可能存在著什么關(guān)系？,實驗,3.實驗研究,定性關(guān)系,猜想： p、V,結(jié)論

2、：V減小，p增大,實驗視頻,視頻演示,視頻演示,實驗數(shù)據(jù)的處理,V,1,2,3,0,1,2,3,4,p-V圖象,該圖象是否可以說明p與V成反比？,如何確定p與V的關(guān)系呢？,1/V,1,2,3,0,0.2,0.4,0.6,0.8,p-1/V圖象,結(jié)論,在溫度不變時，壓強p和體積V成反比.,2、公式表述：pV=C(常數(shù) ) 或p1V1=p2V2,1、文字表述：一定質(zhì)量某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V成反比.,3、適用范圍：溫度不太低，壓強不太大,4、圖像：,1.一定質(zhì)量氣體的體積是20L時，壓強為1105Pa。當(dāng)氣體的體積減小到16L時，壓強為多大？設(shè)氣體的溫度保持不變.,p1V1=p

3、2V2,例題,答案:1.2510 5Pa,用氣體定律解題的步驟,1確定研究對象被封閉的氣體(滿足質(zhì)量不變的條件)；,2用一定的數(shù)字或表達式寫出氣體狀態(tài)的初始條件(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；,3根據(jù)氣體狀態(tài)變化過程的特點，列出相應(yīng)的氣體公式(本節(jié)課中就是玻意耳定律公式)；,4將各初始條件代入氣體公式中，求解未知量；,5對結(jié)果的物理意義進行討論,2.如圖，一上端開口,下端封閉的細長玻璃管，下部有長l1=66 cm 的水銀柱，中間封有長l2=6.6 cm的空氣柱，上部有長l3=44 cm的水銀柱，此時水銀面恰好與管口平齊.已知大氣壓強為p0=76 cmHg.如果使玻璃管繞底端在豎直平面內(nèi)

4、緩慢地轉(zhuǎn)動一周，求在開口向下和轉(zhuǎn)回到原來位置時管中空氣柱的長度.封入的氣體可視為理想氣體，在轉(zhuǎn)動過程中沒有發(fā)生漏氣.,玻璃管開口向上時,玻璃管開口向下時，,從開始轉(zhuǎn)動一周后，,由玻意耳定律有 p1l2S=p2hS p1l2S=p3hS,解得 h=12 cm h=9.2 cm,p0+gl3,p1,p1=p0+gl3,則p2=gl1，p0=p2+gx,p2,p0+gx,x,p3,p0+gx,則p3=p0+gx,例題,V,1,2,3,0,1,2,3,4,二、等溫變化圖象,(2)溫度越高,其等溫線離原點越遠.,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

5、由作出判斷的？,結(jié)論:t3t2t1,1、特點:,(1)等溫線是雙曲線的一支.,1、特點:,(1)物理意義:反映壓強隨體積的變化關(guān)系,(2)點意義:每一組數(shù)據(jù)-反映某一狀態(tài),(3)結(jié)論:體積縮小到原來的幾分之一,壓強增大到原來的幾倍.體積增大到原來的幾倍,它的壓強就減小為原來的幾分之一.,二、等溫變化圖象,2、物理意義,3.如圖所示，是一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的p-V圖象，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體分子平均速率的變化情況是( ) A.一直保持不變 B.一直增大 C.先減小后增大 D.先增大后減小,由溫度決定,pAVA=pBVB,pV先增大后減小,T先增大后減小,D,等溫線,例題,等

6、容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時，壓強隨溫度的變化.,在等容變化中，氣體的壓強與溫度可能存在著什么關(guān)系？,三、等容變化,查理是法國物理學(xué)家.1746年11月12日誕生于法國盧瓦雷的貝奧京西.,大約在1787年，查理著手研究氣體的膨脹性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)在壓力一定的時候,氣體體積的改變和溫度的改變成正比.他進一步發(fā)現(xiàn)，對于一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)體積不變的時候，溫度每升高l，壓力就增加它在0時候壓力的1273.查理還用它作根據(jù)，推算出氣體在恒定壓力下的膨脹速率是個常數(shù).這個預(yù)言后來由蓋呂薩克和道爾頓（1766一1844）的實驗完全證實.,查理（Jacques-Alexandre-Csar Charles

7、，1746l823）,1.查理生平介紹,三、等容變化,2.實驗視頻,視頻演示,視頻演示,三、等容變化,甲,乙,氣體等容變化圖像,3.等容變化的圖象,三、等容變化,(1)等容線：一定質(zhì)量的某種氣體在等容變化過程中，壓強p跟熱力學(xué)溫度T的正比關(guān)系pT在直角坐標(biāo)系中的圖象叫做等容線,3.等容變化的圖象等容線,(2)一定質(zhì)量氣體的等容線pT圖象，其延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點，斜率反映體積大小,三、等容變化,(3)一定質(zhì)量氣體的等容線的物理意義,3.等容變化的圖象等容線,圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態(tài)，同一根等容線上各 狀態(tài)的體積相同,不同體積下的等容線，斜率越大，體積越?。ㄍ粶囟认?，壓 強大的體積小）

8、如圖所示，V2V1,三、等容變化,p=CT,或,2、公式表述：,1、文字表述：一定質(zhì)量的某種氣體,在體積不變的情況下,壓強p與 熱力學(xué)溫度T成正比.,或,壓強p與熱力學(xué)溫度T成正比可以表示為另外形式,4.查理定律,三、等容變化,（1）查理定律是實驗定律，由法國科學(xué)家查理通過實驗發(fā)現(xiàn)的,5. 查理定律的說明,（3）在p/T=C中的C與氣體的種類、質(zhì)量、體積有關(guān),（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，體積不變,（4）一定質(zhì)量的氣體在等容時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減?。┑膲簭娛窍嗤?（5）解題時前后兩狀態(tài)壓強的單位要統(tǒng)一,注意：p與熱力學(xué)溫度T成正比,不與攝氏溫度成正比，但壓強的變化p與攝氏

9、溫度t的變化成正比,三、等容變化,高壓鍋內(nèi)的食物易熟,6.應(yīng)用,三、等容變化,打足了氣的車胎在陽光下曝曬會脹破,4. 汽車行駛時輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會造成耗油量上升.已知某型號輪胎能在400C-900C正常工作, 為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時的最高胎壓不超過3.5 atm，最低胎壓不低于1.6 atm，那么, 在t200C時給該輪胎充氣，充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)比較合適（設(shè)輪胎的體積不變）,等容變化,查理定律,t 400C時，即T=233K時的胎壓等于1.6atm,t900C時，即T=363K時的胎壓等于3.5atm,pmin=2.01atm pmax2.83atm,例題,等

10、壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變時，體積隨溫度的變化.,在等壓變化中，氣體的體積與溫度可能存在著什么關(guān)系？,四、等壓變化,蓋呂薩克（UosephLollis Gaylussac，17781850年）法國化學(xué)家、物理學(xué)家.,1.蓋呂薩克生平介紹,蓋呂薩克1778年9月6日生于圣萊昂特.1800年畢業(yè)于巴黎理工學(xué)校. 1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72歲.,1802年，蓋呂薩克發(fā)現(xiàn)氣體熱膨脹定律(即蓋呂薩克定律)壓強不變時，一定質(zhì)量氣體的體積跟熱力學(xué)溫度成正比.即V1/T1=V2/T2=C恒量.,其實查理早就發(fā)現(xiàn)壓強與溫度的關(guān)系，只是當(dāng)時未發(fā)表，也未被人注意.直到蓋-呂薩克重新提出后，

11、才受到重視.早年都稱“查理定律”，但為表彰蓋-呂薩克的貢獻而稱為“查理-蓋呂薩克定律”.,四、等壓變化,2.實驗視頻,四、等壓變化,氣體等壓變化圖像,3.等壓變化的圖象,四、等壓變化,（1）等壓線：一定質(zhì)量的某種氣體在等壓變化過程中,體積V與熱力學(xué)溫度T的正比關(guān)系在VT直角坐標(biāo)系中的圖象.,3.等壓變化的圖象等壓線,（2）一定質(zhì)量氣體的等壓線的VT圖象，其延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點，斜率反映壓強大小,四、等壓變化,（3）一定質(zhì)量氣體的等壓線的物理意義,3.等壓變化的圖象等壓線,圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態(tài)，同一根等壓線上各狀態(tài)的壓強相同,不同壓強下的等壓線，斜率越大，壓強越?。ㄍ粶囟认拢w積

12、大的壓強小）如圖所示p2p1 ,四、等壓變化,V=CT,或,2、公式表述：,1、文字表述：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T成正比.,或,體積V與熱力學(xué)溫度T成正比可以表示為另外形式,4.蓋呂薩克定律,四、等壓變化,5.蓋呂薩克定律說明,（1）蓋呂薩克定律是實驗定律，由法國科學(xué)家蓋呂薩克通過實驗發(fā)現(xiàn)的,（3）在 V/=C 中的C與氣體的種類、質(zhì)量、壓強有關(guān),（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，壓強不變,注意： V正比于T而不正比于t,（4）一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等壓變化時，升高（或降低）相同的溫度，增加（或減小）的體積是相同的,（5）解題時前后兩狀態(tài)的體積單位要統(tǒng)一,四、等壓變

13、化,ACD,5. 如圖所示, 兩端開口的彎管, 左管插入水銀槽中,右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則 （ ） A.彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為h B.若把彎管向上移動少許, 則管內(nèi)氣體體積增大 C.若把彎管向下移動少許，右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升 D.若環(huán)境溫度升高，右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升,p0+gh,p,x,p,p0+gx,p0+gx= p0+gh,封閉氣體溫度和壓強不變，體積不變,體積增大，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升,例題,小結(jié)：,一定質(zhì)量的氣體在等容變化時，遵守查理定律,可寫成 或,可寫成 或,一定質(zhì)量的氣體在等壓變化時，遵守蓋呂薩克定律,一定質(zhì)量的氣體在等溫變化時，遵守玻意

14、耳定律,可寫成 或,練一練,1.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(shè)大氣壓是1.0105Pa.,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 V2=200L,剩下的氣體為原來的,就容器而言，里面氣體質(zhì)量變了，似乎是變質(zhì)量問題了，但若視容器中氣體出而不走，就又是質(zhì)量不變了.,為研究對象,練一練,2.如圖所示為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條 圖線.由圖可知( ) A.一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時，其壓強與體

15、積成正比 B.一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時，其 圖線的延長線是經(jīng)過坐標(biāo)原點的 C.T1T2 D.T1T2,p與 成正比,p與V成反比,溫度越高,其等溫線離原點越遠.,BD,1/V,練一練,3.在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100的空氣, 一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接, 重物和活塞均處于平衡狀態(tài), 這時活塞離缸底的高度為10 cm,如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?, 問: 重物是上升還是下降？ 這時重物將從原處移動多少厘米? (設(shè)活塞與氣缸壁間無摩擦),溫度降低,壓強減小, 故活塞下移, 重物上升.,利用等容變化,等壓變化,得h =7.4 cm,重物上升高度h=107.4=2.6 cm,練一練,5.某種

16、氣體在狀態(tài)A時壓強2105Pa,體積為1m3,溫度為200K, (1)它在等溫過程中由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B,狀態(tài)B 的體積為2m3,求狀態(tài)B 的壓強. (2)隨后,又由狀態(tài)B 在等容過程中變?yōu)闋顟B(tài)C ,狀態(tài)C 的溫度為300K,求狀態(tài)C 的壓強.,玻意耳定律,pAVA= pBVB,pB=105Pa,查理定律,pC=1.5105Pa,練一練,5. 如圖，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，一個不導(dǎo)熱的活塞將汽缸內(nèi)的氣體分為A、B兩部分，兩部分氣體可以分別通過放在其中的電熱絲加熱.開始時，A氣體的體積是B的一半，A氣體的溫度是17C，B氣體的溫度是27C，活塞靜止.現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體， 使A、B兩部分氣體的溫度都升高10C，在此過程中活塞向哪個方向移動？,設(shè)想先保持A、B的體積不變,對A有,對B有,活塞向