8.1气体的等温变化-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版选修3-3）

§8.1 气体的等温变化 1 用什么方法可以使凹进去的兵乓球恢复原状？为什么？ 用热水烫一下可以使凹进去的兵乓球可使其恢复原状. 小鱼吐出的泡泡，在上升过程中体积逐渐增大，到水面破裂 气泡在上升过程中体积为何会逐渐增大呢？ 快要热炸了 为什么图中的轮胎快要热炸了？ 温度升高，气体膨胀，压强增大。 所以夏天汽车轮胎打气不能太足，防止爆胎。 “锡慧在线”开学第二周 2020 3、温度 2、体积 1、压强 热力学温度T ：开尔文 T = t ＋ 273 K 体积 V 单位：有m3、L、mL等 压强 p 单位：Pa（帕斯卡） 复习：气体的状态参量（P、V、T） 多变量问题，如何研究？ ——控制变量法 ≈10m水柱 一. 等温变化 2、说明：气体的状态参量（P、V、T），三个量中有两个或三个都发生了变化，气体状态就发生了改变。 1、定义：一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积的变化。我们把这种变化叫做等温变化。（ m不变；T不变） 想一想 三个状态参量中可以只变化一个吗？ PV=nRT （克拉伯龙方程） P:atm V:L R=0.082 P:Pa V:m3 R=8.31 “锡慧在线”开学第二周 2020 3、探究气体等温变化的规律 （1）定性研究 健身球自然放地面上时，手摸球的触感——很软； 一个人压在健身球上面，手摸球的触感——很硬。 能吹起气球吗？ 将针筒的细口堵上，用力向里压柱塞，越往里压会有什么感觉？ 结论：质量一定的气体，体积越小，压强越大。 “锡慧在线”开学第二周 2020 实验目的：在温度保持不变时，研究一定质量气体的压强P和体积V的关系 实验方法：控制变量法 实验器材：铁架台、注射器、刻度尺、压力表(压强表)等，注 射器下端用橡胶塞密封，上端用柱塞封闭一段空气柱 （2）定量研究 想一想 实验：探究气体等温变化的规律 ①研究的是哪一部分气体? 注射器内一定质量的气体. ②怎样保证气体质量不变? 柱塞上涂上润滑油（凡士林）——主要是防止漏气，不是为了减小摩擦，该装置即使有摩擦，也不影响实验结果。 ③如何保证封闭气体的温度不变? 不能用手触摸玻璃管，缓慢拉动活塞，环境恒温，容器透热 ④如何测 V ? 测量空气柱的长度L，V=空气柱长度L× 空气柱的横截面积S ⑤如何测量P？ 压力表读出,稳定后再读数 实验：探究气体等温变化的规律 注射器下端的开口有橡胶套，它与柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。 研究对象：空气柱 实验过程中空气柱的质量不会变化。 实验中如果空气柱体积变化不太快，它的温度大致等于环境温度，也不会发生明显的变化。 等温过程： 空气柱的压强P： 压力表读出 空气柱的长度L： 玻璃管侧刻度尺上读出 空气柱的体积V： 空气柱长度L×空气柱的横截面积S 用手把柱塞向下压或向上拉，读出体积与压强的几组数据 【实验数据的收集方法】 次数 1 2 3 4 5 压强（×105Pa) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 体积(L) 1.3 1.6 2.0 2.7 4.0 容易发现：空气柱的体积越小，压强就越大。 猜想：空气柱的压强是否跟体积成反比的？ p/10 Pa 5 V 1 2 3 0 1 2 3 4 次数 1 2 3 4 5 压强（×105Pa) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 体积(L) 1.3 1.6 2.0 2.7 4.0 探究结论： 在温度不变时，压强p和体积V成反比。 p/10 Pa 5 1/V 1 2 3 0 0.2 0.4 0.6 0.8 次数 1 2 3 4 5 压强（×105Pa) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 体积(L) 1.3 1.6 2.0 2.7 4.0 1/ V 0.77 0.63 0.50 0.37 0.25 探究结论： 在温度不变时，压强p和体积V的倒数成正比。 即：压强P跟体积V成反比 “锡慧在线”开学第二周 2020 1）在这个实验中，为了找到体积与压强的关系，是否一定要测量空气柱的横截面积？ 2）用刻度尺检查可以发现，玻璃管外侧的刻度尽管是均匀的，但并非准确的等于1cm,2cm,3cm……这对实验结果的可靠性是否有影响？ V1:V2 = SL1:SL2 =L1:L2 无影响。因为刻度均匀，所以 L1: L2即长度比就等于刻度标识的读数比，不受影响 由于注射器是圆柱形的，横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可 想一想 3) 实验中如何保证气体温度不变？ ①改变气体体积时，要缓慢进行，等稳定后再读出气体压强， 以防止气体体积变化太快，气体的温度发生变化． ②实验过程中，不用手接触注射器的圆筒以防止圆筒从手上吸收热量，引起内部气体温度变化. 在这个实验中，根据实验数据做出p­-函数图像为直线，但可能不通过坐标