2.2.2 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 2.2 第2课时 气体的等温变化 教学目标 CONTENT 01 02 理解玻意耳定律的内容并会应用 理解等温变化及p-V图像 2 新课引入 1/V p-1/V图像 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强 p 和体积V 成反比。 上节课通过实验得到结论： 1．内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p和体积V成反比。　　 玻意耳定律 2．数学表达式：pV＝ C（常量）或 p1V1＝p2V2。式中 p1、V1和 p2 、 V2 分别表示一定质量的气体在温度不变时处于不同的两个状态中的压强和体积。 3．适用条件： （1）气体质量不变、温度不变； （2）气体温度不太低、压强不太大。 4. 图像表示 p 特点： ①等温线是双曲线的一支。 ②甲图中温度越高，其等温线离原点越远。 ③乙图中图线斜率越大，温度越高。 甲 乙 p V O O 典例精析 例．一个足球的容积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，每打一次就把1.0×105Pa的空气打进去125cm3。如果足球在打气前内部没有空气，打了40次以后，足球内部空气的压强有多大？假定空气的温度不变。 解析：每打一次把一个大气压强的空气打进去125cm3，打了40次， 总体积V1=0.125×40L = 5L，气压 p1=1.0×105Pa； 压入足球，体积减小为2.5L，即 V2=2.5L 根据玻意耳定律，有：p1V1=p2V2 解得： p2 = 2.0×105 Pa 课堂小结 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，即PV=C 2.图像表示: 跟踪练习 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. 解析： 由玻意耳定律p1V1=p2V2代入数据可得p2为1.25×105Pa 2.如图，一上端开口,下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66 cm 的水银柱，中间封有长l2=6.6 cm的空气柱，上部有长l3=44 cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为p0=76 cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度.封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气. 解析：玻璃管开口向上时 玻璃管开口向下时， 从开始转动一周后， 由玻意耳定律有： p1l2S=p2hS p1l2S=p3h′S 解得: h=12 cm h′=9.2 cm p0+ρgl3 p1=p0+ρgl3 则p2=ρgl1，p0=p2+ρgx p2+ρgx p0 x p0+ρgx 则p3=p0+ρgx p1 p3 3.如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的p-V图像，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是( ) A.一直保持不变 B.一直增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小 解析：分子平均速率由温度决定； pAVA=pBVB 由玻意耳定律，A点与B点温度相同，图中红线为等温线， C 等温线 则pV先增大后减小，T先减小后增大，C正确 4. 某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20×105Pa。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1.0×105Pa. 解析：初态  p1=20×105Pa ，V1=10L ，T1=T 末态  p2=1.0×105Pa ， V2=？L ， T2=T 由玻意耳定律  p1V1=p2V2得 V2=200L 剩下的气体为原来的 就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了. 5.如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条p-图线.由图可知( ) A.一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比 B.一定质量的气体在发生等温变化时，其p-图线的延长线是经过坐标原点的 C.T1＞T2 D.T1＜T2 解析：p与V成反比，p与成正比，所以等温变化时， p-图像为过原点的直线，温度越高,图线的倾斜程度越小。 BD 本节内容结束 $