玻意耳定律1.ppt

第八章第八章 气体气体 第一节第一节 气体的等温变化气体的等温变化 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 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 复复习习 一一.引入引入:思考题思考题 1.1.被封气体被封气体V V如何变化如何变化?2.2.是不是压强变大体积一定变小是不是压强变大体积一定变小?不一定如果不一定如果T T升高升高,P,P变大变大,V,V也可能大也可能大 不一定不一定,如果给自行车轮胎充气如果给自行车轮胎充气,P,P增大增大,气体并没有变小气体并没有变小.3.3.怎么样研究怎么样研究P.T.VP.T.V三者关系三者关系?控制变量法控制变量法 自行车轮胎被钉子扎了，过了一段时间自行车轮胎被钉子扎了，过了一段时间后，轮胎扁了后，轮胎扁了.情景情景1:情景情景2:夏天自行车轮胎打得过足，在日光照射夏天自行车轮胎打得过足，在日光照射下，容易爆胎，爆胎前。下，容易爆胎，爆胎前。判断下面两个情景中轮胎中气体的状态参量发判断下面两个情景中轮胎中气体的状态参量发生了什么变化？生了什么变化？(一一)气体的等温变化气体的等温变化 m不变不变 T不变不变 二二.等温变化等温变化 1.1.气体的等温变化气体的等温变化:一定质量的气体温度保持不变的状一定质量的气体温度保持不变的状态变化过程态变化过程.2.2.研究一定质量的气体等温变化的规律研究一定质量的气体等温变化的规律 （1 1）介绍实验装置）介绍实验装置 (2)(2)观察实验装置，并回答：观察实验装置，并回答：研究哪部分气体？研究哪部分气体？怎样保证怎样保证MM不变不变?A A管中气体体积怎样表示？管中气体体积怎样表示？（L S）阀门阀门a a打开时，打开时，A A管中气管中气体压强多大？阀门体压强多大？阀门a a闭合时闭合时A A管中气体压强多大？管中气体压强多大？（p p0 0）欲使欲使A A管中气体体积减小，压强增大，管中气体体积减小，压强增大，B B管应怎样操管应怎样操作？写出作？写出A A管中气体压强的表达式管中气体压强的表达式 （p=pp=p0 0+ghgh）欲使欲使A A管中气体体积增大，压强减小，管中气体体积增大，压强减小，B B管应怎样操管应怎样操作？写出作？写出A A管中气体压强的表达式管中气体压强的表达式 （p=pp=p0 0-ghgh）实验过程中的恒温是实验过程中的恒温是 什么温度？为保证什么温度？为保证A A管管 中气体的温度恒定，在中气体的温度恒定，在 操作操作B B管时应注意什么？管时应注意什么？（缓慢）（缓慢）(3)(3)实验数据实验数据 次数次数 1 2 3 4 5 压强压强(105Pa)1.68 1.2 6 1.01 0.84 0.78 体积体积(L)1.20 1.6 0 2.00 2.40 2.60 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 实实验验 p p/10 Pa 5 V V 1 1 2 2 3 3 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 探究结论：探究结论：在温度不变时，压强在温度不变时，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 一定质量一定质量的理想气体，在温度保的理想气体，在温度保持不变的情况下，压强持不变的情况下，压强p p与与V V成反成反比，或压强比，或压强P P与体积与体积V V的乘积保持的乘积保持不变，即：不变，即：PV=PV=常量常量 一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压 强跟体积成反比强跟体积成反比（三）玻意耳定律（三）玻意耳定律 1、内容：、内容：2、表达式：、表达式：3、图像：、图像：CPV 2211VPVPP 1/V P V VP1VCP 一、玻意耳定律一、玻意耳定律 1、文字表述：一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。2 2、公式表述：、公式表述：pVpV=常数常数 或或p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2 3.3.条件条件:一定质量气体且温度不一定质量气体且温度不变变 4、适用范围：温度不太低，压强不太大(4)作图作图(a)坐标轴选择坐标轴选择 p 1/V 0 V p 0 A A(b)(b)描点描点 仔细观察表格的数据，并将坐标上的各点用光滑的曲仔细观察表格的数据，并将坐标上的各点用光滑的曲线连接，发现了什么？线连接，发现了什么？（a a：VpVp，VpVp；b b：是一条光滑的曲线）：是一条光滑的曲线）等温变化图象的特点等温变化图象的特点:(1)(1)等温线是双曲线的一支。等温线是双曲线的一支。(2)(2)温度越高温度越高,其等温线离原点越远其等温线离原点越远.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？你是根据什么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？理由作出判断的？V p 1 2 3 0 结论结论:t3t2t1 恒量随温度升高而增大恒量随温度升高而增大(与气体的质量与气体的质量种类温度有关种类温度有关)。(5)(5)图象意义图象意义 (1)(1)物理意义物理意义: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)点意义点意义: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,压强压强增大到原来的几倍增大到原来的几倍.体积增大到原来的几倍体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一.三三 、实验结论、实验结论-玻意耳定律玻意耳定律 1、文字表述：一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。2 2、公式表述：、公式表述：pVpV=常数常数 或或p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2 3.3.条件条件:一定质量气体且温度不变一定质量气体且温度不变 4、适用范围：温度不太低，压强不太大 例例1 1 .将一端封闭的均匀直玻璃管开口向下，竖直插入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，应将玻璃管竖直向上提起多少厘米？已知大气压强压强p p0 0支持支持76cmHg76cmHg，设温度不变，设温度不变 分析：均匀直玻璃管、分析：均匀直玻璃管、U U形玻璃管、汽缸活塞中封闭形玻璃管、汽缸活塞中封闭气体的等温过程是三种基本物理模型，所以在复习中气体的等温过程是三种基本物理模型，所以在复习中必须到位在确定初始条件时，无论是压强还是体积必须到位在确定初始条件时，无论是压强还是体积的计算，都离不开几何关系的分析，那么，画好始末的计算，都离不开几何关系的分析，那么，画好始末状态的图形，对解题便会有很大作状态的图形，对解题便会有很大作 用本题主要目的就是怎样去画始用本题主要目的就是怎样去画始 末状态的图形以找到几何关系，来末状态的图形以找到几何关系，来 确定状态参量确定状态参量 解：根据题意，由图知解：根据题意，由图知 p p1 1=p=p0 0+2cmHg+2cmHg78cmHg78cmHg，V V1 1=(8+2)S=10S=(8+2)S=10S，p p2 2=p=p0 0-2cmHg=74cmHg2cmHg=74cmHg，V V2 2=(8+x)=(8+x)-2S=(6+x)S2S=(6+x)S 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(满足质量不变的条满足质量不变的条件件)；2 2用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件(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，列出相应的气体公根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式式(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 练习练习11一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中,内封一定质量的气体内封一定质量的气体,管内水银面低于管外管内水银面低于管外,在温度不变在温度不变时时,将玻璃管稍向下插入一些将玻璃管稍向下插入一些,下列说法正确的是下列说法正确的是,如图如图所示所示.A.A.玻璃管内气体体积减小玻璃管内气体体积减小;B.B.玻璃管内气体体玻璃管内气体体积增大积增大;C.C.管内外水银面高度差减小管内外水银面高度差减小;D.D.管内外水银面高管内外水银面高度差增大度差增大.练习练习2 2 如图所示，注有水银的如图所示，注有水银的U U型管，型管，A A管上端封闭，管上端封闭，A A、B B两管用橡皮管相通开始时两管液面相平，现将两管用橡皮管相通开始时两管液面相平，现将B B管缓慢降低，在这一过程中，管缓慢降低，在这一过程中，A A管内气体体积管内气体体积_，B B管比管比A A管液面管液面_ 强调思路，由强调思路，由V V的变化的变化压强变压强变化化借助借助p p的计算判断液面的高的计算判断液面的高低低