第八章8.1气体的等温变化-2021-2022学年高二物理同步教学精品课件（人教版选修3-3）

人教版高中物理选修3—3 8.1气体的等温变化 思考与讨论 1、 夏天给自行车车胎打气，应注意什么？为什么？ 2、 有什么简便的方法将瘪了的乒乓球恢复原状？这又是为什么？ 生活中的许多现象都表明，气体的压强、体积、温度三个状态参量之间存在着一定的关系。 气体的状态参量 温度 体积 压强 ------热学性质 ------几何性质 ------力学性质 一、气体的状态参量 压强 p 单位：Pa（帕斯卡） 热力学温度T ：开尔文 T = t ＋ 273 K 体积 V 单位：有L、mL等 二、等温变化 一定质量的气体，在温度不变时发生的状态变化过程，叫做气体的等温变化。 T1 V1 P1 T2 V2 P2 温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？ 三、实验研究 我们的研究对象是什么? 我们应该用什么探究方法？ 实验需要测量的物理量? 怎样保证实验过程温度不变? 怎样保证气体质量不变? 一定量的气体 控制变量法 压强(P)和体积(V) 变化过程十分缓慢 容器透热,环境恒温 使用密闭容器 三、实验研究 如图，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。这段空气柱是我们研究的对象，实验过程中它的质量不会变化；实验中如果 空气柱体积的变化不太快，它的温度大致等于环境温度，也不会有明显的变化。 1、实验装置 三、实验研究 三、实验研究 空气柱的压强p可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度1可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积。 用手把柱塞向下压或向上拉，读出体积与压强的几组数据。 2、实验数据的收集 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 三、实验研究 3、实验数据的处理 很容易发现，空气柱的体积越小，压强就越大。空气柱的压强是否跟体积成反比呢?我们可以通过图象来检验这个猜想。 以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把以上各组数据在坐标系中描点。如果图象中的各压力表点位于过原点的同一条直线上，就说明压强跟体积的倒数成正比，即压强的确与体积成反比。如果不在同一条直线上，我们再尝试共他关系。 P 1/V 0 三、实验研究 4、实验结论 在温度不变时，压强p和体积V成反比。 P 1/V P V 0 0 四、玻意耳定律 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 2、表达式： 4、图像： P 1/V P V 3、适用范围：温度不太低，压强不太大 质量一定，温度不变 0 0 1、内容： 英国化学家 罗伯特·波义耳 1、是一条以纵轴和横轴为渐近线的双曲线，称等温线。 P V 2、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。 五、p-V图像（等温线） 0 同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断哪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？ 思考与讨论 V p 1 2 3 0 结论:t3>t2>t1 不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。 1、是一条以纵轴和横轴为渐近线的双曲线，称等温线。 P V 2、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。 温度越高,其等温线离原点越远。 3、特点: 结论:t3>t2>t1 V p 1 2 3 0 五、p-V图像（等温线） 0 趁热打铁 1、一个足球的容积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为125mL、压强与大气压强相同的气体打进球内。如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压强相同。打了20次后，足球内部空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？实际打气时的情况能够满足你的前提吗？ 解：研究对象：打完20次气后足球内的气体，假设气体的温度和球的体积均不发生变化，设大气压强为p0，则 初态：压强p1=p0 V1=2.5+0.125×20=5L 末态：压强p2=？ 体积为打气后V2=2.5L 据玻意耳定律有：p1V1=p2V2 p0×5=p2×2.5解得：p2=2p0 4、将数值代入气体公式中，求解未知量。 1、确定研究对象：被封闭的气体（液体） 2、用一定的数字或表达式写出它们的初状态（P1、V1、T1）和末状态（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p1V1=p2V2)； 六、解题步骤 七