2.2 气体的等温变化（第1课时）（教学课件）-【上好课】高中物理同步备课（人教版2019选择性必修第三册）

第2节 气体的等温变化 第二章 人教版 选择性必修第三册 探究气体等温变化的规律 01 气体的等温变化规律 02 典例分析 03 CONTENTS 目录 新课导入 在庆典活动中放飞的气球，会飞到我们看不见的地方。随着气球的升空，大气压在减小，温度在降低，气球在膨胀......看来，一定质量的气体的压强、体积和温度三个状态参量之间是有联系的。那么，它们会有怎样的联系呢？ 想一想 热气球、轮胎中气体的压强、体积、温度三个物理量之间会有联系吗？ 复习：气体的状态参量（P、V、T） 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） 多变量问题，如何研究？ ——控制变量法 ——1atm=1.01105Pa=76cmHg≈10m水柱 探究气体等温变化的规律 PART 01 等温变化 01 （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 探究气体等温变化的规律 02 （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。 【实验思路】 （2）定量研究 针对气体的研究，我们可以先选定一个热力学系统，比如一定质量的空气，在温度不变的情况下，测量气体在不同体积时的压强，再分析气体压强与体积的关系。 利用注射器选取一段空气柱为研究对象，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。在实验过程中，一方面让空气柱内气体的质量不变;另一方面，让空气柱的体积变化不要太快，保证温度不发生明显的变化。 ①让空气柱的体积变化不要太快（缓慢拉动活塞，容器透热） 1、选定一个热力学系统： 注射器内一定质量的气体. ①柱塞上涂上润滑油（凡士林） ②不能用手触摸玻璃管，环境恒温。 2、实验要求： ⑴保证气体质量一定——不漏气。 ②注射器下端的开口有橡胶套 ⑵保证温度不发生明显的变化。 （2）定量研究 实验 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 想一想 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 物理量的测量 从压力表读取。 压强p： 因为横截面积S一定，以空气柱的长度l 代表气体的体积。 体积V： 读数次数 5 4 3 初始 2 6 压强（×105Pa） 体积(单位体积) 2.00 1.00 2.25 0.85 1.52 1.29  1.25 1.65 1.00 2.00 2.50 0.80 空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V。空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。 实验视频 数据分析 温度不变时压强与体积的关系 想一想 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 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. 思考与讨论 在这个实验中，根据实验数据做出p-函数图像为直线，但可能不通过坐标原点。为什么？ 不过原点，说明压强P与体积的倒数是一次函数关系；还可能是实验