第二课 气体的等温变化（课件）-2022-2023学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第三册）

§2.2 气体的等温变化 p V T2 T1 0 1、温度（热学性质） 2、体积（几何性质） 3、压强（力学性质） 热力学温度T ： 单位：K（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 知识回忆 ≈10m水柱 问题 引入新课 ? 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？ 探究方法 控制变量法： 在实验中研究三个物理量的关系时，先保持一个量不变，研究另外两个量的关系；然后再保持另一个量不变，研究剩余两个量的关系，最后把研究结果结合起来，这种方法叫做控制变量法 今天，我们开始来研究气体的三个状态参量T、V、p之间的关系。 首先，我们来研究：当温度（ T ）保持不变时，体积（ V ）和压强（ p ）之间的关系。 猜想 一、等温变化： 一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积变化的关系，叫做气体的等温变化。 注射器内一定质量的气体. 气体的压强和体积 变化过程十分缓慢 容器透热 环境恒温 探究：气体的等温变化 1、研究对象是什么？ 2、需要测量的物理量有哪些？ 3、怎样保证实验过程温度不变？ 实验数据的处理 p/kPa 124.9 159.4 84.8 72.8 V/mL 8 6 12 14 1/V 0.13 0.17 0.08 0.07 p/kPa V/mL p/kPa 1/V 气体等温变化p-1/V图像 气体等温变化图像 0.125 0.166666666666667 0.083 3333333333333 0.0714285714285714 124.9 159.4 84.8 72.8 气体等温变化p-V图像 6 8 10 12 14 159.4 124.9 101.1 84.8 72.8 1、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。 或者 3、玻意耳定律的适用条件： 压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温比较）的任何气体。 2、公式表示 二、玻意耳定律 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。 V p · 0 A · B 问题： 1、图上的一点表示什么？ 2、图上的线又表示什么？ 等温线 三、气体等温变化的p-V 图像 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？ p V T2 T1 一定质量的气体在不同温度下的两条等温线 0 结论:T2>T1 不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。 思考与讨论 『判一判』 (1)玻意耳定律是英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现的。 (　　) (2)公式pV＝C中的C是常量，指当p、V变化时C的值不变。 (　　) (3)对于温度不同、质量不同、种类不同的气体，C值是相同的。 (　　) (4)在探究气体的等温变化实验中空气柱体积变化快慢对实验没有影响。 (　　) (5)气体等温变化的p－V图象是一条倾斜的直线。 (　　) (6)一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成正比。 (　　) √ × × × × × 做一做 用传感器探究气体等温变化的规律 1.一定质量气体的体积是20L时，压强为1×105Pa。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。 答案：1.25×10 5Pa 例题 2.某个容器的容积是10L，所装气体的压强是2×106Pa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1×105Pa. 例题 设容器原装气体为研究对象。 末态 根据波意耳定律 解得 剩下的气体为原来的 分析： 可认为气体膨胀过程等温变化， 初态 利用玻意耳定律解题的基本思路 （1）明确研究对象； （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； （5）讨论结果。 『想一想』 借助铅笔，把气球塞进一只瓶子里，并拉出气球的吹气口，反扣在瓶口上，如图所示，然后给气球吹气，无论怎么吹，气球不过大了一点，想把气球吹大，非常困难，为什么？ 答案：由题意“吹气口反扣在瓶口上”可知瓶内封闭着一定质量的空气。当气球稍吹大时，瓶内空气的体积缩小，根据气体压强、体积的关系，空气的压强增大，阻碍了气球的