《2018-2019學(xué)年高中物理 第八章 氣體 課時(shí)1 氣體的等溫變化課件 新人教版選修3-3.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第八章 氣體 課時(shí)1 氣體的等溫變化課件 新人教版選修3-3.ppt（36頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、,,第八章,,氣 體,,目標(biāo)定位,,,學(xué)案1 氣體的等溫變化,,知識(shí)探究,,自我檢測(cè),一、封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算,1.在圖1中，C、D兩處液面水平且等高，液體密度為ρ，其他條件已標(biāo)于圖上，試求封閉氣體A的壓強(qiáng).,問(wèn)題設(shè)計(jì),,,知識(shí)探究,圖1,答案 同一水平液面C、D處壓強(qiáng)相同，可得pA＝p0＋ρgh.,2.在圖2中，氣缸置于水平地面上，氣缸截面積為S，活塞質(zhì)量為m，設(shè)大氣壓為p0，試求封閉氣體的壓強(qiáng).,圖2,答案 以活塞為研究對(duì)象，受力分析如圖，由平衡條件得mg＋p0S＝pS,,封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法主要有： 1.取等壓面法 根據(jù)同種液體在同一水平液面處 相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面，由兩側(cè)
2、壓強(qiáng)相等列方程求氣體壓強(qiáng). 2.力平衡法 對(duì)于平衡態(tài)下用液柱、活塞等封閉的氣體壓強(qiáng)，可對(duì)液柱、活塞等進(jìn)行受力分析，由F合＝ 列式求氣體壓強(qiáng).,壓強(qiáng),0,要點(diǎn)提煉,3.牛頓第二定律法 當(dāng)封閉氣體所在的系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡態(tài)時(shí)通常選擇與封閉氣體相關(guān)聯(lián)的液柱、活塞等作為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，由F合＝ma列式求氣體壓強(qiáng).,二、玻意耳定律,1.等溫變化 一定質(zhì)量的氣體，在 不變的條件下其壓強(qiáng)與體積發(fā)生的變化叫等溫變化. 2.玻意耳定律 (1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在 不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成 . (2)公式： ＝C或者 .,溫度,溫度,反比,pV,p1V1＝p2V2,3.成立
3、條件 玻意耳定律p1V1＝p2V2是實(shí)驗(yàn)定律，只有在氣體質(zhì)量一定、 不變的條件下才成立. 4.常量的意義 p1V1＝p2V2＝常量C 該常量C與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關(guān)，對(duì)一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，該常量C越 (填“大”或“小”).,大,溫度,5.利用玻意耳定律解題的基本思路 (1)明確研究對(duì)象，并判斷是否滿足玻意耳定律的條件. (2)明確初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1、V1；p2、V2) (3)根據(jù)玻意耳定律列方程求解. 注意：用p1V1＝p2V2解題時(shí)只要同一物理量使用同一單位即可， (填“一定”或“不必”)轉(zhuǎn)化成國(guó)際單位制中的單位.,不必,1.p－V圖象：一定質(zhì)量的氣體等溫變化的p
4、－V圖象是雙曲線的一支，雙曲線上的每一個(gè)點(diǎn)均表示氣體在該溫度下的一個(gè)狀態(tài).而且同一條等溫線上每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的p、V坐標(biāo)的乘積是 的.一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的等溫線是不同的雙曲線，且pV乘積越大，溫度就 ，圖3中T2 T1.,三、p－V圖象,相等,越高,＞,圖3,,虛線,pV,越高,＞,圖4,,,典例精析,一、封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算,例1 如圖5所示，活塞的質(zhì)量為m，氣缸缸套的質(zhì)量為M.通過(guò)彈簧吊在天花板上，氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的氣體.缸套和活塞間無(wú)摩擦，活塞面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0.則封閉氣體的壓強(qiáng)為( ),圖5,解析 對(duì)氣缸缸套進(jìn)行受力分析，如圖所示. 由平衡條件可得：p0S＝Mg＋pS,
5、,二、玻意耳定律的應(yīng)用,例2 如圖6所示，一根一端封閉的粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管，有一段h＝19 cm的水銀柱將一部分空氣封閉在細(xì)玻璃管里.當(dāng)玻璃管開(kāi)口向上豎直放置時(shí)(如圖甲)，管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)L1＝15 cm，當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)p0＝76 cmHg.那么，當(dāng)玻璃管開(kāi)口向下豎直放置時(shí)(如圖乙，水銀沒(méi)有流出)，管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度是多少？,圖6,解析 設(shè)細(xì)玻璃管橫截面積為S，開(kāi)口向下豎直放置時(shí)空氣柱的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2. 開(kāi)口向上豎直放置時(shí)： 空氣柱的體積V1＝L1S 壓強(qiáng)p1＝p0＋ph＝(76＋19) cmHg＝95 cmHg,開(kāi)口向下豎直放置時(shí) 空氣柱的體積V2＝L2S 壓強(qiáng)p2＝p0－ph＝(76－19) cmH
6、g＝57 cmHg 根據(jù)玻意耳定律，有p1V1＝p2V2 代入數(shù)值可得L2＝25 cm 答案 25 cm,例3 如圖7所示，一粗細(xì)均勻、導(dǎo)熱良好、裝 有適量水銀的U形管豎直放置，右端與大氣相通， 左端封閉長(zhǎng)l1＝20 cm氣柱，兩管中水銀面等高. 現(xiàn)將右端與一低壓艙(未畫(huà)出)接通，穩(wěn)定后右管 水銀面高出左管水銀面h＝10 cm.環(huán)境溫度不變， 大氣壓強(qiáng)p0＝75 cmHg，求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)(用“cmHg”作單位).,圖7,解析 設(shè)U形管橫截面積為S，則初始狀態(tài)左端封閉氣柱體積可記為V1＝l1S，由兩管中水銀面等高，可知初始狀態(tài)其壓強(qiáng)為p0.當(dāng)右管水銀面高出左管10 cm時(shí)，左管水銀面下降
7、5 cm，氣柱長(zhǎng)度增加5 cm，此時(shí)氣柱體積可記為V2＝(l1＋5 cm)S，右管低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)記為p，則左管氣柱壓強(qiáng)p2＝p＋10 cmHg，根據(jù)玻意耳定律得：p0V1＝p2V2,即p0l1S＝(p＋10 cmHg)(l1＋5 cm)S 代入數(shù)據(jù)，解得：p＝50 cmHg. 答案 50 cmHg,三、p－V圖象,例4 如圖8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(guò)程中，氣體分子平均速率的變化情 況是( ),圖8,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,解析 由題圖可知，pAVA＝pBVB，所以A、B 兩狀態(tài)的溫度相等，在同一
8、等溫線上.由于離 原點(diǎn)越遠(yuǎn)的等溫線溫度越高，如圖所示，所 以從狀態(tài)A到狀態(tài)B，氣體溫度應(yīng)先升高后降 低，分子平均速率先增大后減小. 答案 D,,,自我檢測(cè),1.(氣體壓強(qiáng)的計(jì)算)如圖9所示，豎直放置的U形 管，左端開(kāi)口右端封閉，管內(nèi)有a、b兩段水銀 柱，將A、B兩段空氣柱封閉在管內(nèi).已知水銀柱 a長(zhǎng)h1為10 cm，水銀柱b兩個(gè)液面間的高度差h2 為5 cm，大氣壓強(qiáng)為75 cmHg，求空氣柱A、B的壓強(qiáng)分別是多少？,1,2,3,4,圖9,解析 設(shè)管的橫截面積為S，選a的下端面為參考液面，它受向下的壓力為(pA＋ph1)S，受向上的大氣壓力為p0S，由于系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，則(pA＋ph1)S＝
9、p0S， 所以pA＝p0－ph1＝(75－10) cmHg＝65 cmHg，,1,2,3,4,再選b的左下端面為參考液面，由連通器原理知：液柱h2的上表面處的壓強(qiáng)等于pB，則(pB＋ph2)S＝pAS，所以pB＝pA－ph2＝(65－5) cmHg＝60 cmHg. 答案 65 cmHg 60 cmHg,1,2,3,4,2.(玻意耳定律的應(yīng)用)一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)為3 atm，保持溫度不變，當(dāng)壓強(qiáng)減小了2 atm，體積變化了4 L，則該氣體原來(lái)的體積為( ),1,2,3,4,解析 設(shè)該氣體原來(lái)的體積為V1，由玻意耳定律得3V1＝(3－2)(V1＋4)，解得V1＝2 L.,答案 B,1,2,3,
10、4,3.(p－V圖象的考查)如圖10所示，D→A→B→C表示一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過(guò)程，則下列說(shuō)法正確的是( ),1,2,3,4,圖10,A.D→A是一個(gè)等溫過(guò)程 B.A→B是一個(gè)等溫過(guò)程 C.A與B的狀態(tài)參量相同 D.B→C體積減小，壓強(qiáng)減小，溫度不變,,1,2,3,4,1,2,3,4,4.(玻意耳定律的應(yīng)用)如圖11所示，橫截面積為 0.01 m2的氣缸內(nèi)被重力G＝200 N的活塞封閉了 高30 cm的氣體.已知大氣壓p0＝1.0105 Pa，現(xiàn) 將氣缸倒轉(zhuǎn)豎直放置，設(shè)溫度不變，求此時(shí)活 塞到缸底的高度.,圖11,,1,2,3,4,甲,末狀態(tài)：氣缸倒轉(zhuǎn)開(kāi)口向下時(shí)，受力分析如圖乙所示,1,2,3,4,乙,,課堂要點(diǎn)小結(jié),,
2018-2019學(xué)年高中物理 第八章 氣體 課時(shí)1 氣體的等溫變化課件 新人教版選修3-3.ppt
