2.2 气体的等温变化 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

第二章 气体、固体和液体 2. 气体的等温变化 1.凹进的乒乓球用热水烫起来，原因? 2.打足气的自行车在烈日下曝晒，常常会爆胎，原因? 体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养， 让我们一起 吧！ 进 走 课 堂 一、等温变化 一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系。 猜想： 温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？ 3.实验需要测量的物理量? 压强、体积 变化过程十分缓慢 容器透热 环境恒温 注射器内一定质量的气体。 实验方案设计： 1.我们的研究对象是什么? 2.怎样保证实验过程温度不变? 二、实验思路 在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下，通过改变密闭注射器中气体的体积，由压力表读出对应气体的压强值，进而研究在恒温条件下气体的压强与体积的关系。 三、实验器材 带铁夹的铁架台、注射器、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、橡胶套、刻度尺。 四、实验步骤 1．如图所示组装实验器材。 2．利用注射器选取一段空气柱为研究对象，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。 3．把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据。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。 五、数据分析 1．作p-V图像 以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标，用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘出等温曲线，如图所示。观察p-V图像的特点看能否得出p、V的定量关系。 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(V) 1.3 1.6 2.0 2.7 4.0 实验数据的处理   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(V) 1.3 1.6 2.0 2.7 4.0 1/V 0.77 0.63 0.50 0.37 0.25 3．实验结论： 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的倒数成正比． 六、注意事项 1．改变气体体积时，要缓慢进行。 2．实验过程中，不要用手接触注射器的外壁。 3．实验前要在柱塞上涂抹润滑油。 4．读数时视线要与柱塞底面平行。 5．作图像时，应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布于直线两侧，偏离太大的点应舍弃掉。 例1.某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。 （1）在实验中，下列哪些操作不是必需的___。 A.用橡胶塞密封注射器的下端 B.用游标卡尺测量柱塞的直径 C.读取压力表上显示的气压值 D.读取刻度尺上显示的空气柱长度 （2）实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是________。 （3）下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是________。 【答案】 （1）B （2）保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变 （3）C 2 气体的等温变化（第二课时） 一、封闭气体压强的计算 1．取等压面法 同种液体在同一深度向各个方向的压强相等，在连通器中，灵活选取等压面，利用同一液面压强相等求解气体压强。如图甲所示，同一液面C、D两处压强相等，故pA＝p0＋ph；如图乙所示，M、N两处压强相等，从左侧管看有pB＝pA＋ph2，从右侧管看， 有pB＝p0＋ph1。 2．力平衡法 选与封闭气体接触的活塞、汽缸或液体为研究对象进行受力分析，由平衡条件列式求气体压强。 说明：容器加速运动时，可由牛顿第二定律列方程求解。 二、玻意耳定律 1．内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比． 2．公式 pV＝C或p1V1＝p2V2。 3．条件 气体的质量一定，温度不变。 4．常量的意义 p1V1＝p2V2＝C，该常量C与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，则常量C越大。   内容 p－V图像 图像特点 物理意义 一定质量的某种气体，温度不变时，pV＝恒量，p与V成反比，p与1/V就成正比，在p－1/V图上的等温线应是过原点的倾斜直线 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，p与V成反比，因此等温过程的p－V图像是双曲线的一支 温度高低 直线的斜率为p与V的乘积，斜率越大，pV乘积越大，温度就越高，图中T2>T1 一定质量的某种气体，温度越高，气体压强与体积的乘积必然越大，在