2.1 气体实验定律（1）（备课件）-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（粤教版2019选择性必修第三册）

第二章 气体、液体和固体 第一节 气体实验定律（Ⅰ） 粤教版（2019）高中物理选择性必修第三册 用打气筒给足球打气时，随着活塞杆的下压，会感到越来越吃力，这说明随着气体体积减小，其压强会增大 将压瘪的乒乓球放入热水中，乒乓球会自动复原，说明球内的气体在温度升高时压强也会增大。 如图所示，用注射器的柱塞和下端的橡皮塞把一段空气柱封闭在注射器玻璃管中，这段空气柱就是我们研究的对象。在实验过程中，空气柱的质量是不变的，只要其体积变化不太快，它的温度就不会有明显的变化，大致等于环境温度。空气柱的压强可以从注射器上方的气压计指针读出，空气柱的长度可以从注射器玻璃管侧的刻度尺读出。 日常生活中的很多现象说明，一定质量的气体，其压强、温度、体积三个量之间存在着某种关系。 思考：现向下压或向上提注射器的柱塞，观察空气柱体积与压强的变化情况，能发现什么变化规律？ 总结：从实验中可以发现，注射器内空气柱的体积越小，压强就越大，其体积越大，压强就越小。 一、玻意耳定律 【实验·探究】 如左图所示的实验装置可以验证一定质量的气体，在温度不变时，其压强和体积的关系。但是气压计的读数误差相对较大，因此，为了更精确地测量气体压强，我们引进压强传感器和数据采集器获取数据，并借助计算机处理数据，以提高测量精度和效率。 其实验原理图如右图所示： 实验中，为了做到封闭气体，不让气体泄漏，可以在活塞上涂润滑油。而为了控制气体温度这一变量，活塞移动速度不能太快，且要避免用手握住注射器封闭气体部分导致气体温度改变。 实验装置如图所示。通过改变注射器内气体的体积，可以获得对应的气体压强值并记录数据。 启用系统“绘图”功能，计算机将显示压强与体积的关系图线，如下左图所示为某次实验得出的p-V图线。将气体体积V取倒数，获得压强与体积倒数的关系图线，如下右图所示。分析实验数据和p-V、 关系图线，可以发现气体压强和体积有什么关系？ 【实验·总结】 实验表明，一定质量的气体，在温度不变的情况下，其压强与体积成反比。即 设初态时气体体积为V1，压强为p1，末态时气体体积为V2，压强为p2，则 这一规律是英国科学家玻意耳和法国科学家马略特在互不知情的情况下各自独立通过实验发现的，由于马略特的发现时间较晚，因此人们习惯将其称为玻意耳定律。 二、等温图像 气体在温度不变的情况下发生的状态变化过程，