掌握玻意耳定律的内容.ppt

气体的等温变化气体的等温变化 1、知道什么是气体的等温变化、知道什么是气体的等温变化 2、掌握玻意耳定律的内容、掌握玻意耳定律的内容、公式和条件公式和条件 3、理解气体等温变化的、理解气体等温变化的 p-V 图象的物理意义图象的物理意义 4、知道、知道p-V图上不同温度的等温线如何表示。图上不同温度的等温线如何表示。5、会用玻意耳定律进行有关计算。、会用玻意耳定律进行有关计算。学习目标学习目标 本章的研究对象（系统）本章的研究对象（系统）气体气体 一、描述气体的状态参量一、描述气体的状态参量 温度、体积、压强温度、体积、压强 1、温度、温度 2、体积、体积 3、压强、压强 热力学温度热力学温度T：开尔文开尔文K T=t 273(K)体积体积 V 单位：有单位：有L、mL等等 压强压强 p 单位：单位：Pa（帕斯卡）帕斯卡）气体的状态参量气体的状态参量 1、气体的温度：、气体的温度：反应气体分子热运动平均动能的大小反应气体分子热运动平均动能的大小 摄氏温度：用“摄氏温度：用“t”表示表示 单位单位 热力学温度（绝对温度、开氏温度）：热力学温度（绝对温度、开氏温度）：用“用“T”表示表示 单位单位 K 两种温度关系：两种温度关系：Tt273.15（K）一般计算：一般计算：Tt273（K）2、气体的体积、气体的体积 气体分子无规则运动的结果，它总是均匀充满所气体分子无规则运动的结果，它总是均匀充满所能到达的空间。能到达的空间。故：气体的体积就是容器的体积故：气体的体积就是容器的体积 用“用“V”表示，单位表示，单位 m3 常用单位：升（常用单位：升（L）毫升（毫升（mL）换算关系：换算关系：1m3103L106mL 3、气体的压强、气体的压强 大量气体分子无规则运动撞击容器壁大量气体分子无规则运动撞击容器壁(或活塞或活塞)，使之受到持续的作用。使之受到持续的作用。单位面积容器壁单位面积容器壁(或活塞或活塞)上受到的压力就等于上受到的压力就等于气体的压强。气体的压强。用“用“P”表示，表示，单位单位 帕帕(Pa)常用单位：标准大气压常用单位：标准大气压 cmHg mmHg 压强单位的换算关系压强单位的换算关系 1标准大气压标准大气压1.013105帕（帕（Pa）76cmHg 760mmHg 确定气体压强的方法确定气体压强的方法 由力学知识去求（平衡知识、牛顿第二定律由力学知识去求（平衡知识、牛顿第二定律知识等）知识等）由液体封闭的气体压强的计算 由固体封闭的气体压强的计算 问题问题:方法研究：方法研究：控制变量法控制变量法 一定质量的气体，一定质量的气体，P、V、T三个量之间变化三个量之间变化满足一定的关系。我们如何确定三个量之间满足一定的关系。我们如何确定三个量之间的关系呢？的关系呢？当温度当温度T 不变时：研究体积不变时：研究体积 V 和压强和压强 p 之间的关系；之间的关系；当体积当体积 V不变时：研究温度不变时：研究温度T和压强和压强 p 之间的关系；之间的关系；当压强当压强 p不变时：研究温度不变时：研究温度T和体积和体积 V之间的关系。之间的关系。1、等温变化：、等温变化：一定质量的某种气体，在温度一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积的变化关系叫不变的情况下，压强与体积的变化关系叫等等温变化。温变化。2、实验研究、实验研究 实验目的：实验目的：在温度保持不变时，研究在温度保持不变时，研究一定质量气体一定质量气体的压强和体积的关系。的压强和体积的关系。我们的研究对象是什么我们的研究对象是什么?实验需要测量的物理量实验需要测量的物理量?怎样保证实验过程温度不变怎样保证实验过程温度不变?怎样保证气体质量不变怎样保证气体质量不变?要使密封的气体的压强，体积变化，要使密封的气体的压强，体积变化，应如何操作？压强又如何表达应如何操作？压强又如何表达？注射器内一定质量的气体注射器内一定质量的气体.压强、体积（体积的变化与空气压强、体积（体积的变化与空气柱的长度有关）柱的长度有关）变化过程十分缓慢、容器透热、环变化过程十分缓慢、容器透热、环境恒温；手不要握住注射器的外管。境恒温；手不要握住注射器的外管。柱塞上涂上凡士林密封柱塞上涂上凡士林密封 一、探究气体等温变化的规律一、探究气体等温变化的规律 1.实验装置实验装置 压强增大，体积减小；压强增大，体积减小；装置竖直装置竖直 结论：在温度一定的情况下，结论：在温度一定的情况下，空气柱体积越小，压强就越空气柱体积越小，压强就越 ；空气柱体积越大，压强就越空气柱体积越大，压强就越 。封闭气体的压强跟体积是否成反比呢？封闭气体的压强跟体积是否成反比呢？2、实验数据的处理、实验数据的处理 p p/10 Pa 5 V V 1 1 2 2 3 3 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 p p/10 Pa10 Pa 5 1/V V 1 1 2 2 3 3 0 0 0.20.2 0.40.4 0.60.6 0.80.8 2、公式：、公式：pV=常数常数 或或 p1V1=p2V2 3、图像：、图像：p 1/V 0 V p 0 A A p 1、内容：、内容：一定质量的某种气体一定质量的某种气体,在温度不变的情况在温度不变的情况下，下，压强压强p p和体积和体积V V成反比。成反比。玻意耳定律玻意耳定律 5.5.意义意义 (1)(1)图象意义图象意义:反映压强随体积的变化关系反映压强随体积的变化关系 (2)(2)点的意义点的意义:每一组数据每一组数据-反映某一状态反映某一状态 (3)(3)结论结论:体积缩小到原来的几分之一体积缩小到原来的几分之一,压强增大到原来的几倍压强增大到原来的几倍.体体积增大到原来的几倍积增大到原来的几倍,它的压强就减小为原来的几分之一它的压强就减小为原来的几分之一.4.说明说明:研究对象研究对象:一定质量的气体一定质量的气体 适用条件适用条件:温度保持不变温度保持不变 适用范围：温度不太低，压强不太大实际气体适用范围：温度不太低，压强不太大实际气体 T3 T2 T1 V p 1 2 3 0 T1 T2 T3 1 思考与讨论思考与讨论 同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？么理由作出判断的？例例 1：在注射器中封闭：在注射器中封闭 1105Pa、300ml的空气，的空气，在相同温度下，将它的体积缓慢地压缩一半，其压在相同温度下，将它的体积缓慢地压缩一半，其压强变为多少？强变为多少？2105Pa 例例2：某容器的容积是：某容器的容积是5L，里面所装气体的压强为，里面所装气体的压强为1106Pa,如果温度保持不变，把容器开关打开以如果温度保持不变，把容器开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？（已知后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？（已知外界大气压强为外界大气压强为1105Pa）10 例例3 3 .将一端封闭的均匀直玻璃管开口向下，竖直插将一端封闭的均匀直玻璃管开口向下，竖直插入水银中，当管顶距槽中水银面入水银中，当管顶距槽中水银面8cm8cm时，管内水银面比时，管内水银面比管外水银面低管外水银面低2cm2cm要使管内水银面比管外水银面高要使管内水银面比管外水银面高2cm2cm，应将玻璃管竖直向上提起多少厘米？已知大气压，应将玻璃管竖直向上提起多少厘米？已知大气压强强p p0 0支持支持76cmHg76cmHg，设温度不变，设温度不变 分析：在确定初始条件时，无论是压强还是体积的计算，都离分析：在确定初始条件时，无论是压强还是体积的计算，都离不开几何关系的分析，画好初末状态的图形，对解题便会有很不开几何关系的分析，画好初末状态的图形，对解题便会有很大作用大作用 (76+2)(8+2)s=(76-2)(x+8-2)s 利用：利用：P P1 1V V1 1=P=P2 2V V2 2 3.3.用气体定律解题的步骤用气体定律解题的步骤 （1 1）确定研究对象被封闭的气体）确定研究对象被封闭的气体(满足质量不变的满足质量不变的条件条件)；（2 2）用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条）用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件件(p(p1 1，V V1 1，T T1 1，p p2 2，V V2 2，T T2 2)；（3 3）根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气）根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式体公式(本节课中就是玻意耳定律公式本节课中就是玻意耳定律公式)；（4 4）将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；）将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；（5 5）对结果的物理意义进行讨论）对结果的物理意义进行讨论 一、知识：一、知识：二、方法二、方法：控制变量法控制变量法 1 1、内容：、内容：2 2、公式：、公式：pV=C 或或 p1V1=p2V2 3 3、图象：、图象：p p v v p p 1/V1/V 玻意耳定律：玻意耳定律：假设法假设法 小结小结 一定质量一定质量的某种气体，在的某种气体，在温度不变温度不变的情的情况下，压强况下，压强p与体积与体积V成成反比反比。等效法等效法 练习练习1 一个足球的体积是一个足球的体积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，。用打气筒给这个足球打气，每一次都把体积为每一次都把体积为125mL,压强与大气压相同的气压强与大气压相同的气体打进球内。如果在打气前足球已经是球形并且里体打进球内。如果在打气前足球已经是球形并且里面的压强与大气压相同，打了面的压强与大气压相同，打了20次后，足球内部空次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍？气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时能满足你的前提吗？实际打气时能满足你的前提吗？初状态：初状态：P0V1 末状态：末状态：PV2 重点点拨重点点拨 解：设大气压强为解：设大气压强为P P0 0 根据玻意耳定律：根据玻意耳定律：P P0 0V V1 1=PV=PV2 2 P P0 0(20(200.125+2.5)=0.125+2.5)=P P2.52.5得：得：P=2PP=2P0 0 2.5L 1 125mL 2 125mL 20 125mL 2.5L 练习练习2：大气压强：大气压强P075cmHg，一段长，一段长25cm水银柱在粗细水银柱在粗细均匀的玻璃管中封闭一定质量的气体，当玻璃管开口下竖直均匀的玻璃管中封闭一定质量的气体，当玻璃管开口下竖直放置时，封闭气体的长度为放置时，封闭气体的长度为50cm，现将玻璃管缓慢倒置过，现将玻璃管缓慢倒置过来，使其开口向上竖直放置，求此时封闭气体的长度。（封来，使其开口向上竖直放置，求此时封闭气体的长度。（封闭气体温度不变）闭气体温度不变）解：如图所示，设玻璃管的截面积为解：如图所示，设玻璃管的截面积为S S，则：，则：初状态：初状态：P P1 17575252550(cmH50(cmHg g)V V1 1L L1 1S S 末状态：末状态：P P2 275+2575+25100(cmH100(cmHg g)V V2 2L L2 2S S 由玻意耳定律：由玻意耳定律：P P1 1V V1 1P P2 2V V2 2 L L2 2P P1 1L L1 1P P2 25050505010010025(cm)25(cm)练习练习3：大气压强：大气压强P0105Pa，活塞的面积，活塞的面积S10cm2、质量为、质量为2Kg，在圆柱型气缸中封闭一定质量的气体，当气缸水平放置，在圆柱型气缸中封闭一定质量的气体，当气缸水平放置时，封闭气体在气缸中的长度为时，封闭气体在气缸中的长度为12cm，将气缸开口向上竖立，将气缸开口向上竖立起来，如图所示。求此时封闭气体在气缸中的长度。起来，如图所示。求此时封闭气体在气缸中的长度。（封闭气体温度不变，（封闭气体温度不变，g10m/s2，不计活塞与气缸壁的摩擦）不计活塞与气缸壁的摩擦）解：对一定质量