81氣體的等溫變化

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1、8.1 氣體的等溫變化 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、 知道什么是等溫變化,掌握玻意耳定律的內(nèi)容公式 2、 理解等溫變化的P-V圖象的物理意義 3、 會(huì)用玻意耳定律分析研究有關(guān)的問(wèn) 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 1、確定密閉氣體的壓強(qiáng)；探索氣體壓強(qiáng)與氣體體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)；引導(dǎo)學(xué)生處理數(shù)據(jù)尋找P與V的規(guī)律。 【課前預(yù)習(xí)】 一、氣體的狀態(tài)及參量 1、研究氣體的性質(zhì)，用 、 、 三個(gè)物理量描述氣體的狀態(tài)。 2、溫度：溫度是表示物體 的物理量，從分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)看，溫度標(biāo)志著物體內(nèi)部 的劇烈程度。 在國(guó)際單位制中，用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，叫做

2、 溫度。用符號(hào) 表示，它的單位是 ，符號(hào)是 。 熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的數(shù)量關(guān)系是：T= t+ 。 3、體積：在國(guó)際單位制中，其單位是 。體積的單位還有升（L）毫升、（mL）1L= m3，1mL= m3。 4、壓強(qiáng)：用符號(hào) 表示。在國(guó)際單位制中，壓強(qiáng)的的單位是 。氣體壓強(qiáng)常用的單位還有標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）和毫米汞柱（mmHg），1 atm= Pa= mmHg。 二、玻意耳定律 1、英國(guó)科學(xué)家玻意耳和法國(guó)科學(xué)家馬略特各自通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，

3、在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積v成 。這個(gè)規(guī)律叫做玻意耳定律。 2、玻意耳定律的表達(dá)式：pv=C（常量）或者 。其中p1 、v1和p2、v2分別表示氣體在1、2兩個(gè)不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積。 三、氣體等溫變化的p—v圖象 一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)的p—v圖象如圖所示。圖線的形狀為 。由于它描述的是溫度不變時(shí)的p—v關(guān)系，因此稱它為 線。 一定質(zhì)量的氣體，不同溫度下的等溫線是不同的。 1、 在圖中，一定質(zhì)量的氣體，不同溫度下的兩條等溫線，判斷t1、t2的高低。 2、 畫(huà)出p—圖象，說(shuō)明圖線的形狀，圖線的斜率與

4、溫度的關(guān)系。 【課堂活動(dòng)】 活動(dòng)一、實(shí)驗(yàn)探究氣體等溫變化的規(guī)律 1、 介紹實(shí)驗(yàn)裝置，觀看實(shí)驗(yàn)，回答問(wèn)題。 ①哪部分是研究對(duì)象？ ②注射器中氣體體積怎樣表示？ ③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的恒溫是什么溫度？ ④為保證注射器中氣體的溫度恒定，在操作時(shí)應(yīng)注意什么？ 2、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集 體積V 1 2 3 4 … 壓強(qiáng)P 3、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 ①實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，體積增加時(shí)，它的壓強(qiáng)就 。 ②畫(huà)出P-V 和的圖像。 v p o 活動(dòng)二、玻意耳定律： 1、

5、定義：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，_______________________成反比。 2、 公式：____________或____________． 3、適用條件：① ； ② 。 例1：一定質(zhì)量的理想氣體，壓強(qiáng)為3 atm，保持溫度不變，當(dāng)壓強(qiáng)減小2 atm時(shí)，體積變化4 L，則該氣體原來(lái)的體積為多大？ 針對(duì)訓(xùn)練1：一個(gè)足球的容積是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

6、強(qiáng)相同的氣體打進(jìn)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(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相同，打了20次后，足球內(nèi)部空氣的壓強(qiáng)是大氣壓的多少倍？（不考慮打氣過(guò)程中溫度的變化）。 針對(duì)訓(xùn)練2：某個(gè)容器的容積是10 L，所裝氣體的壓強(qiáng)是2.0106Pa.如果溫度保持不變，把容器的開(kāi)關(guān)打開(kāi)以后，容器里剩下的氣體是原來(lái)的百分之幾？（設(shè)大氣壓強(qiáng)是1.0105Pa.） 活動(dòng)三、氣體等溫變化的p－V圖象 1、為了直觀地描述壓強(qiáng)p跟體積V的關(guān)系，通常建立________坐標(biāo)系，如圖所示。圖線的形狀為_(kāi)_______。由于它描述的是溫度不變時(shí)的p－V關(guān)系，因此稱它為_(kāi)________。 2、一定質(zhì)

7、量的氣體，不同溫度下的等溫線是______的。 3、區(qū)別P-V 和的圖像 P-V 物理意義 一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時(shí)，pV＝恒量，p與V成反比，p與就成正比，因此等溫過(guò)程的p－V圖象是 的一支。 一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下p與V成反比，在p－圖上的等溫線應(yīng)是 。 圖象特點(diǎn) 溫度高低 一定質(zhì)量的氣體，溫度越高，pV乘積越大必然越大，在p－V圖上的等溫線就越高，圖中T1 T2 直線的斜率為p與V的乘積，斜率越大，pV乘積越大，溫度就越高，圖中T1 T2 例2：如圖所示，為一定質(zhì)

8、量的氣體在不同溫度下的兩條等溫線，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) 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T1＞T2 D．由圖可知T1＜T2 針對(duì)訓(xùn)練：如圖所示，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(　A　) 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 活動(dòng)四、氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法 例3：三個(gè)長(zhǎng)方體容器中被光滑的活塞封閉一定質(zhì)量的氣體。如圖所示，M為重物質(zhì)量，F(xiàn)是外力，P0

9、為大氣壓，S為活塞面積，m為活塞質(zhì)量，則壓強(qiáng)分別為： P1= P2= P3= 針對(duì)訓(xùn)練：如圖所示，有一段12 cm長(zhǎng)的汞柱，在均勻玻璃管中封住一定質(zhì)量的氣體，若開(kāi)口向上將玻璃管放置在傾角為30的粗糙斜面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)．被封閉氣體壓強(qiáng)為(大氣壓強(qiáng)p0＝76 cmHg)(　B　) A．76 cmHg B．82 cmHg C．88 cmHg D．70 cmHg 例4：如下圖所示，圓筒形汽缸靜止于地面上，汽缸的質(zhì)量為M，活塞(包括手柄)的質(zhì)量為m，汽缸的內(nèi)部截面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0，平衡時(shí)汽缸內(nèi)的容積為V， （1） 求此時(shí)的氣體壓強(qiáng)P （2） 若現(xiàn)用手握住活塞手柄慢慢向上提，設(shè)汽缸足夠長(zhǎng)，在整個(gè)上提過(guò)程中氣體溫度保持不變，并且不計(jì)汽缸內(nèi)氣體的重力及活塞與汽缸壁間的摩擦，求將汽缸提離地面時(shí)活塞上升的距離． 針對(duì)訓(xùn)練：有一質(zhì)量為M的氣缸，用質(zhì)量為m的活塞封有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)氣缸水平橫放時(shí)，空氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)0(如圖甲所示)，若氣缸按如圖乙懸掛保持靜止時(shí)，求氣柱長(zhǎng)度為多少。已知大氣壓強(qiáng)為p0，活塞的橫截面積為S，它與氣缸之間無(wú)摩擦且不漏氣，且氣體溫度保持不變。