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1、高中物理新人教版 选修- 系列课件,8.1气体的等温变化,第八章气体,教学目标,1知识要求： （1）知道什么是等温变化；（2）知道玻意耳定律是实验定律；掌握玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用条件。（3）理解气体等温变化的 p-V 图象的物理意义（4）知道用分子动理论对玻意耳定律的定性解释； （5）会用玻意耳定律计算有关的问题。 2能力要求：通过对演示实验的研究，培养学生的观察、分析能力和从实验得出物理规律的能力。 3方法要求：当需要研究两个以上物理量间的关系时，先保持某个或某几个物理量不变，从最简单的情况开始研究，得出某些规律，然后再进一步研究所涉及的各个物理量间的关系。,二、重点、难点分
2、析 1重点是通过实验使学生知道并掌握一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系，理解 p-V 图象的物理意义，知道玻意耳定律的适用条件。 2学生往往由于“状态”和“过程”分不清，造成抓不住头绪，不同过程间混淆不清的毛病，这是难点。在目前这个阶段，有相当多学生尚不能正确确定密闭气体的压强。 三、教具 1定性演示一定质量的气体在温度保持不变时压强与体积的关系。橡皮膜（或气球皮）、直径为5cm左右两端开口的透明塑料筒（长约25cm左右）、与筒径匹配的自制活塞、20cm6cm薄木板一块。 2较精确地演示一定质量的气体在温度保持不变时压强与体积的关系实验仪器。,一.引入:思考题,1.被封气体V如何变化?
3、,2.是不是压强变大体积一定变小?,不一定如果T升高,P变大,V也可能大,不一定,如果给自行车轮胎充气,P增大,气体并没有变小.,3.怎么样研究P.T.V三者关系?,控制变量法,二等温变化,1.气体的等温变化:一定质量的气体温度保持不变的状态变化过程.,2.研究一定质量的气体等温变化的规律,（1）介绍实验装置,(2)观察实验装置，并回答：,研究哪部分气体？,怎样保证M不变?,A管中气体体积怎样表示？,（LS）,阀门a打开时，A管中气体压强多大？阀门a闭合时A管中气体压强多大？,（p0）,欲使A管中气体体积减小，压强增大，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的表达式,（p=p0+gh）,欲使A管中
4、气体体积增大，压强减小，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的表达式,（p=p0-gh）,实验过程中的恒温是什么温度？为保证A管中气体的温度恒定，在操作B管时应注意什么？,（缓慢）,(3)实验数据,(4)作图,(a)坐标轴选择,(b)描点,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？,（a：Vp，Vp；b：是一条光滑的曲线）,等温变化图象的特点: (1)等温线是双曲线的一支。,(2)温度越高,其等温线离原点越远.,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？,结论:t3t2t1,恒量随温度升高而增大(
5、与气体的质量种类温度有关)。,(5)图象意义,(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系,(2)点意义:每一组数据-反映某一状态,(3)结论:体积缩小到原来的几分之一,压强增大到原来的几倍.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.,三 、实验结论-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、公式表述：pV=常数 或p1V1=p2V2,3.条件: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1 . 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8cm时，管内水银面比管外水银面低2cm要使管内水银面
6、比管外水银面高2cm，应将玻璃管竖直向上提起多少厘米？已知大气压强p0支持76cmHg，设温度不变,分析：均匀直玻璃管、U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 末状态的图形以找到几何关系，来 确定状态参量,解：根据题意，由图知,p1=p0+2cmHg78cmHg，V1=(8+2)S=10S，,p2=p0-2cmHg=74cmHg， V2=(8+x)-2S=(6+x)S,用气体定律解题的步骤,1确定研究对象被封闭的
7、气体(满足质量不变的条件)；,2用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；,3根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式(本节课中就是玻意耳定律公式)；,4将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；,5对结果的物理意义进行讨论,练习1一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,管内水银面低于管外,在温度不变时,将玻璃管稍向下插入一些,下列说法正确的是,如图所示. A.玻璃管内气体体积减小; B.玻璃管内气体体积增大; C.管内外水银面高度差减小; D.管内外水银面高度差增大.,AD,练习2 如图所示，注有水银的U型管，A管上端封闭，A
8、、B两管用橡皮管相通开始时两管液面相平，现将B管缓慢降低，在这一过程中，A管内气体体积_，B管比A管液面_,强调思路，由V的变化压强变化借助p的计算判断液面的高低,例2 均匀U形玻璃管竖直放置，用水银将一些空气封在A管内，当A、B两管水银面相平时，大气压强支持72cmHgA管内空气柱长度为10cm，现往B管中注入水银，当两管水银面高度差为18 cm时，A管中空气柱长度是多少？注入水银柱长度是多少？,解： p1=p0=72cm Hg，V1=10S，,分析：如图所示，由于水银是不可压缩的，所以A管水银面上升高度x时，B管原水银面下降同样高度x那么，当A、B两管水银面高 度差为18cm时，在B管中需
9、注入 的水银柱长度应为(18+2x)cm,V2lS,p2=p0+1890 cm Hg,例3 密闭圆筒内有一质量为100g的活塞，活塞与圆筒顶端之间有一根劲度系数k=20N/m的轻弹簧；圆筒放在水平地面上，活塞将圆筒分成两部分，A室为真空，B室充有空气，平衡时，l0=0.10m，弹簧刚好没有形变如图5所示现将圆筒倒置，问这时B室的高度是多少？,分析：汽缸类问题，求压强是关键：应根据共点力平衡条件或牛顿第二定律计算压强,解：圆筒正立时：,圆筒倒立时，受力分析如图所示，有p2S+mg=kx， x=l-l0，则,温度不变，根据玻意耳定律：p1V1=p2V2,例4. 某个容器的容积是10L，所装气体的压
10、强是20105Pa。如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压是1.0105Pa。,解 设容器原装气体为研究对象。,初态 p1=20105Pa V1=10L T1=T,末态 p2=1.0105Pa V2=？L T2=T,由玻意耳定律 p1V1=p2V2得,即剩下的气体为原来的5。,就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了。,美国月子中心 http:/ 美国月子中心 lps26hkm 墙了。可是玉不是辟邪吗，更何况是玉石做的玉道，我想了很久也没想明白，时间在流逝，也不知道过了多久了，外面天黑了吗，还是天黑
11、了之后又亮了，肚子也开始饿了，身上只有来时山神帮我准备的饼干和一瓶水，可这些也支撑不了多久。那现在应该怎么办呢，我陷入了沉思。后来太困了，就渐渐地睡着了。模模糊糊的我听到了一阵喘息声，声音很大，一声接着一声，我立刻警惕起来，可是仔细去听有没有了，过了一会又开始喘息，这是一阵一阵的。 而且一阵比一阵近，他在往我这边走，我脑海里突然出现了这个念头，我本能地将身体往墙里缩了缩，越来越近了，突然感觉耳根凉嗖嗖的，而且呼吸声似乎就在我的耳边，我转头看见墙里面有一条巨大的蛇在盯着我，朝我吐着信子，那蛇的头就有四个篮球这么大，眼睛像盯猎物那样盯着我。这么近的距离可以看清它身上的鳞片有手掌这么大，可以感受到从
12、它身体里散发出的冰凉。我不禁打了个冷颤。三角形的头上那鲜红的信子一伸一缩，那信子几乎快到我脸上了。我突然跳起来跑到墙的对面。这条蛇在墙的里面用头撞着墙，似乎想要进来，它连撞了几下，有几块碎玉从洞顶掉落下来，墙也开始产生裂缝，眼看着它就要从里面出来了，我赶紧向前跑去，等这东西出来，可真就要死定了，撞击的的声音比刚才还要大很多，感觉洞都快要塌了，我回头看了一下，简直不敢相信自己的眼睛，追来的并不是那条巨蛇而是一只像人的脸，又不像，因为人的脸不会那么扭曲，青面獠牙，面似罗刹，前肢像是牛蹄，后肢是麒麟爪，前肢上方有类似于小孩的手，身躯则长了四双类似于鹰的手身高两米左右，特别强壮，我看了以后赶紧不要命的
13、跑，心想这条玉道里究竟还有多少怪物啊，这东西我好像曾经见过，可是在哪见过又想不起来啦，我看见左边的墙里，那条巨蛇也追着我，天啊，我是做了什么孽啊，一下子遇上了两个怪物啊，那巨蛇变快速地爬边用头撞玉道的墙壁，玉道的顶还有四周都出现了巨大的裂缝，心里大叫不好玉道快要塌了，我必须要找到出口，否则被他们吃掉，要不就得压死。看到前面又出现了三个洞口我跑向了最左边的那一个，刚进入洞口内，一声巨响，蛇已经冲破了墙，进入到洞里，我被一块巨大的碎玉砸翻在地，耳朵嗡嗡作响。过了好一会，才恢复正常，看清了眼前的事物。碎玉砸中了我的腿，巨大的疼痛感袭来，我试图推开压在我身上的玉石块，可是已经来不及了，蛇咬住了我的肩膀，将我从玉石块中拖出来重重的摔倒在地上，幸好掉下来的时候我滚了几圈减轻了身体的负担，否则没被蛇咬死也被摔死了。此时我胸闷气短，喉咙一热，一口鲜血喷涌而出。那蛇见我没死，又想咬我，我现在腿受了伤，不能跑，只能爬。蛇的嘴张开再次咬向我,
