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1、8.1气体的等温变化,第八章气体中学学科网,学习目标： 1.知道什么是等温变化，会用等温变化的规律解释有关的物理现象 2.掌握玻意耳定律的条件、内容、表达式，会用公式分析、计算有关问题；理解气体等温变化的P-V图像。,1、温度,2、体积,3、压强,热力学温度T ：开尔文 T = t 273 K,体积 V 单位：有L、mL等,压强 p 单位：Pa（帕斯卡）,气体的状态参量,复习,问题,引入,一定质量的气体，它的温度、体积和压强三个量之间变化是相互对应的。我们如何确定三个量之间的关系呢？,方法研究,引入,在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关
2、系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”，, 控制变量的方法,问题,引入,我们在以前的学习中，也曾经采用过“控制变量的方法”来研究三个变量之间的关系： 1、牛顿第二定律（、F、m）； 2、,授课,气体的等温变化,1、等温变化： 气体在温度不变的状态下，发生的变化叫做等温变化。,2、实验研究,实验,2、实验研究,（1）实验目的： 在温度保持不变时，研究一定质量气体的压强和体积的关系,用注射器密闭一定质量的空气，缓慢地推动和拔出活塞，观察活塞中空气体积和压强的变化？,做一做：,压强增大,压强减小,温度不变时，压强与体积成反比,实验：探究气体等温变化的规律,设计实验,数据处理,（测量哪些物理
3、量）,（猜想）,体积、压强,注意事项,（温度不变）,气 体 定 律 演 示 仪,演示实验(看课本）,实验,（1）研究的是哪一部分气体?,（2）怎样保证 T 不变?,（4）如何测 V ?,（3）如何改变 p ?,根据高度差,（1）研究的是哪一部分气体?,（2）怎样保证 T 不变?,主要步骤：,1、密封一定质量的气体。 2、改变气体的体积，记录气体长度和该状态下压强的大小。 3、数据处理。,注意事项：,1、尽量避免漏气。 2、不要用手握住玻璃管。 3、移动活塞要缓慢。,探究结论：,在误差范围内，温度不变时，气体的压强p和体积V成反比。,误差分析：,1、读数误差。 2、漏气。,1、文字表述：一定质量
4、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=C（常数） 或p1V1=p2V2,4、适用范围：温度不太低，压强不太大,一、玻意耳定律,3、条件:气体质量一定且温度不变,(玻意耳马略特定律),小试牛刀,一定质量气体的体积是20L时，压强为1105Pa。当气体的体积减小到16L时，压强为多大？设气体的温度保持不变。,解：以气体为研究对象， 由 得,（1）明确研究对象（气体）； （2）分析过程特点，判断为等温过程； （3）列出初、末状态的p、V值； （4）根据p1V1=p2V2列式求解；,利用玻意耳定律的解题思路,如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为12cm。
5、活塞质量为20kg，横截面积为100cm。已知大气压强为1105Pa。 求：汽缸开口向上时，气体的长度。,大展身手,解：以缸内封闭气体为研究对象，,初态：,末态：,由玻意耳定律 得,由活塞受力平衡得：,如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为12cm。活塞质量为20kg，横截面积为100cm。已知大气压强为1105Pa。 求：汽缸开口向下时，气体的长度。,举一反三,二、P-V图像（等温线）,过原点的直线 双曲线的一支,物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态。同一条等温线上的各点温度相同，即p与V乘积相同。,思考：同一气体，不同温度下的等温线是不同的，请判断出下图中哪条等温线的温
6、度高？理由是什么？,不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。,例题：一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（ ） A、一直下降 B、先上升后下降 C、先下降后上升 D、一直上升,B,小结：,1、玻意耳定律,2、p-V图像（等温线）,某个容器的容积是10L，所装气体的压强是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。,就容器而言，里面气体的跑了，似乎是变质量问题，但是若我们视容器内气体“出而不走”，那么质量就不变了。,练习1,练习2,一个足球的容积是2.5L,用打气筒
7、给这个足球打气,每打一次都把体积为125mL、压强与大气压强相同的空气打进去,如果足球在打气前就已是球形，内部空气压强与大气压相同,那么打了20次以后,足球内部空气的压强是大气压的多少倍?（设足球内部的温度保持不变）,如图所示， 长为1m，开口竖直向上的玻璃管内，封闭着长为15cm的水银柱，封闭气体的长度为20cm，已知大气压强为75cmHg，求： （1）玻璃管水平放置时， 管内气体的长度。 （2）玻璃管开口竖直向下时， 管内气体的长度。 （假设水银没有流出）,练习3,解：(1)以管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态: 设管横截面积为S，则 P1=751590cmHg V1=20S 水平放置为末态，P2=75cmHg 由玻意耳定律P1V1=P2V 2得： V2=P1V1P2=（9020S）75=24S 所以，管内气体长24cm (2)以管口竖直向上为初态，管口竖直向下为末态 P2=751560cmHg 由玻意耳定律得：V2= P1V1P230S 所以，管内气体长30cm 因为30cm15cm100cm，所以水银不会流出,解：设容器原装气体为研究对象,初态 p1=20105Pa V1=10L,末态 p2=1.0105Pa V2=？,由玻意耳定律 p1V1=p2V2得,即剩下的气体为原来的5。,实验数据,探究结论：,在误差范围内，温度不变时，气体的压强p和体积V成反比。,
