11.2 气体的等温变化（1）玻意耳定律 课件-2022-2023学年高二下学期物理沪科版（2020）选择性必修第三册

第十一章 气体、液体和固体 第二节 气体的等温变化（1） 玻意耳定律 金山世外普高综合大组 Kimmy 2023年5月22日 选修系列 1 前文回顾 气体状态参量 体积 温度 压强 物质的量 定义 单位 宏观意义 微观解释 温标 定义 微观解释 计算 与气体的质量有关 气体分子所能够达到的空间范围 1m3=10-3L=10-6mL 描述物体冷热程度的物理量 当两个系统A、B处于热平衡时，它们必定具有某个共同的热学性质，我们就把表征这一“共同的热学性质”的物理量叫作温度T。 T＝(t+273.15)K 容器壁单位面积上所受的压力 气体分子频繁碰撞容器的器壁，对器壁产生持续的均匀的压力 一、气体的等温变化 浮沉子 在一个大塑料瓶里装入水，上方留有部分空气，内部结构封存有气体。拧紧大瓶的盖子，用力挤压大瓶，就可以看到装置下沉。这个装置叫做浮沉子。 在这个过程中，封闭气体的状态参量是否发生变化？它们彼此间有什么定量关系吗？ 3 一、气体的等温变化 推、拉注射器活塞 多变量问题，如何研究？ ——控制变量法 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。 等温变化: 无论是推还是拉，我们都能感受到阻力 我们猜测：注射器内的封闭气体体积减小时压强增大，体积增大时压强减小。 两种阻力的成因一样吗？ 4 一、气体的等温变化 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 实验名称 实验原理 运用控制变量法，保持气体的质量和温度不变，通过改变气体的体积改变其压强。测出气体不同的体积 V 及其对应的压强 p，采用作图的方法研究 p 与 V 是否存在反比关系。 实验器材 压强传感器 带有刻度的注射器 5 一、气体的等温变化 实验注意事项 实验的研究对象是什么？ 注射器内一定质量的气体。压强是状态参量不是对象。 怎样保证气体质量不变? 柱塞上涂上凡士林——主要是防止漏气。 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 如何测 V ? 只需要测量空气柱的长度L，V=空气柱长度L× 空气柱的横截面积S 如何测量p？ 传感器直接读出，稳定后再读数。压强传感器不需要调零。 6 7 一、气体的等温变化 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p跟体积V成反比 化曲为直 验证 8 玻意耳 英国 1627—1691 二、玻意耳定律 英国化学家、物理学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现，一定质量的气体在温度不变时，压强与体积成反比。这个结论叫做玻意耳定律（Boyle’s law）。 （C是常数） 或 其中p1，V1和p2，V2分别表示气体在1，2两个状态下的压强和体积 研究对象：一定质量的气体 适用条件：温度保持恒定 适用范围：温度不太低（与室温相比），压强不太大（与大气压相比） 9 二、玻意耳定律 一定质量的气体经历等温变化时的p-V关系曲线，叫做等温线。在p-V坐标系中，等温线是一条双曲线。 V p O 等温线 p O 等温线 特点： 每条等温线上气体各状态温度相同 温度越高等温线离坐标轴或原点越远（T1<T2） T2 T1 V 克拉伯龙方程 p：pa V：m3 n：mol T:K R是常数，取值8.31，有单位 10 二、玻意耳定律 一定质量的气体经历等温变化时的p-V关系曲线，叫做等温线。在p-1/V图像中，等温线是一条过原点的倾斜直线。 p O 等温线 p O 等温线 特点： 斜率越大，pV乘积越大，温度越高。 一定质量气体，不同温度下的等温线是不同的（T1<T2） T2 T1 克拉伯龙方程 p：pa V：m3 n：mol T:K R是常数，取值8.31，有单位 11 玻意耳定律反映了气体宏观状态的变化规律，这一规律可用分子动理论的观点从微观角度加以解释。气体的压强取决于温度和容器内气体的分子数密度。 三、玻意耳定律的微观解释 气体演示 请点击超链接 12 示例1 判断正确与否 (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。 (　　) √ × × × × × 13 示例2下列图中，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，各图中正确描述一定质量的气体是等温变化的是(　　　) (多选) ABC 14 示例3 下列图中，一端开口、另一端封闭的玻璃管内用水银柱封闭一定质量的气体,保持温度不变