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

2.2 气体的等温变化 小鱼吐出的泡泡，在上升过程中体积逐渐增大，到水面破裂。 气泡在上升过程中体积为何会逐渐增大呢？ 结合生活经验，对于一定质量的气体，能否出现只有一个状态参量发生变化而其他的状态参量不发生变化的情况？ 对于一定质量的气体，压强、温度、体积三个状态参量中只有一个参量变而其他参量不变是不可能的，起码其中的两个参量变或三个参量都发生变化。 探究方法： 控制变量法 气体的等温变化： 气体在温度不变的状态下，发生的变化叫做等温变化。 猜想：温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？ 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：V减小，p增大 猜想：p、V反比 一、研究气体等温变化的规律 实验中的研究对象： T不变的一定质量的气体。 实验过程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，不会有明显变化。 测量体积V： 刻度尺测量空气柱的长度 测量压强p： 通过缓慢移动活塞来改变 压强p，压力表读出压强 处理数据处理： 图像法 一、研究气体等温变化的规律 数据处理： p-V图像是曲线 p-1/V图像是过原点的直线 一、研究气体等温变化的规律 p V p 1/V 实验结论： 一定质量的某种气体，温度不变时，压强p和体积V成反比。 一、研究气体等温变化的规律 一、研究气体等温变化的规律 注意事项： ①实验时，不要用手接触注射器的圆筒； ②为保证气体质量不变，故应在柱塞上涂好润滑油，以免漏气； ③气体体积与长度成正比，因此不用测量空气柱的横截面积； 二、玻意耳定律 1、内容：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： 3、图像： 表示同一气体的1、2两个不同状态。 等温线 同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那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？ T3＞T2＞T1 不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。 一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（ ） A、一直下降 B、先上升后下降 C、先下降后上升 D、一直上升 B C T2＞T1 T1 T2 TA=TB＜TC 如图所示是一定质量的某种气体状态变化的p－V图象，气体由状态A变化至状态B的过程中，气体分子平均动能的变化情况是(　　) A．一直保持不变 B．一直增大 C．一直减小 D．以上全错 D PAVA=PBVB A,B在等温线上。 C TA=TB＜TC 温度先升高再降低，分子平均速率先增大后减小。 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相同，打了20次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍？ 设大气压强为p0，根据玻意耳定律， 得出此结论的前提是打气过程温度不变，实际打气过程，由于外力做功，温度升高。 解：该气泡在水底时体积为V1、压强为p1 p1＝p0＋ρgh 气泡升到水面时的体积为V2， 则V2＝3V1，压强为p2＝p0 由玻意耳定律p1V1＝p2V2，得 (p0＋ρgh)V1＝p0·3V1 得水深：h＝20m。 一个气泡从水底升到水面上时，它的体积增大为原来的3倍，设水的密度为ρ＝1×103kg/m3，大气压强p0＝1.0×105Pa，水底与水面温差不计，求水的深度。(g＝10m/s2) 利用玻意耳定律的解题思路： （1）明确研究对象（气体）； （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； 如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为12cm。活塞质量为20kg，横截面积为100cm²。已知大气压强为1×105Pa。 求：汽缸开口向上时，气体的长度。 解：以缸内封闭气体为研究对象， 由活塞受力平衡得： 由玻意耳定律 $