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 人教版（2019）物理选择性必修第三册 第二章 气体、固体和液体 p 1/V · 0 V p · 0 A A p V T2 T1 0 1、知道什么是等温变化； 2、知道玻意耳定律是实验定律；掌握玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用条件。 3、理解气体等温变化的 p-V 图象的物理意义； 4、知道用分子动理论对玻意耳定律的定性解释； 5、会用玻意耳定律计算有关的问题。 学习目标 2 在庆典活动中放飞的氢气球，在上升过程中，随着大气压的减小，气温在减低，气球在膨胀.一定质量的气体压强、体积、温度三个状态参量之间有什么联系呢？ 问题引入 3、温度（热学性质） 2、体积（几何性质） 1、压强（力学性质） 热力学温度T ：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） 控制变量法 问题引入 我们首先来研究一种特殊的情况：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。我们把这种变化叫作气体的等温变化。 什么是等温变化？ 情境探究 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,气球都只大了一点,想把气球吹大非常困难,为什么? 要点提示由“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,空气的压强增大,阻碍了气球的膨胀,因而再要吹大气球是很困难的。 这种现象说明了在温度不变的条件下空气的体积缩小,空气的压强增大。那么空气的体积和空气的压强有什么定量的关系呢？ 1.实验目的 研究一定质量的气体在温度保持不变时,它的压强与体积的关系。 2.实验器材 DIS设备、压强传感器、注射器(针筒)等。 一、探究气体等温变化的规律 3.实验思路 (1)实验研究对象:注射器内的一定质量的气体。 (2)实验方法:控制气体温度和质量不变,研究气体压强与体积的关系。 (3) 测量的物理量： 测气体压强:可以通过压强传感器读出。 测气体体积:通过注射器刻度读出。 一、探究气体等温变化的规律 4.实验步骤 (1)安装实验装置（如图所示）。 (2)将注射器活塞推到刻度2处。 记下此时的压强值和对应的体积值(刻度值),填入表格。 (3)缓慢推拉活塞,使刻度值分别为1.5、1、…(或2.5、3、…),分别记下对应的压强和体积，填入表格。 一、探究气体等温变化的规律 （4）缓慢改变气体体积,测出多组对应的气体体积和压强,并利用图像来探究一定质量的气体压强和体积的关系。 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 一、探究气体等温变化的规律 气体等温变化p-1/V图像 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 5.实验数据处理 用 p-V 图像处理数据时,得到的图线是双曲线; 用 图像处理数据时,得到的图线是过原点的直线, 图线的斜率等于pV , 且保持不变。 一、探究气体等温变化的规律 6.实验结论 一定质量的某种气体,在温度不变的条件下,压强与体积的倒数成正比,即压强与体积成反比。我们把它叫作 -------波意耳定律(气体等温变化的规律) 一、探究气体等温变化的规律 (1).保证气体质量不变:针筒要密封, 可于实验前在柱塞上涂好润滑油,以免漏气。 (2).保证气体温度不变 (1)改变气体体积时,要缓慢进行。 (2)实验操作时不要触摸注射器的空气柱部分。 (3)改变气体体积后不要立即读数,待稳定后再读数。 (3).实验数据处理 可用p-V图像处理数据,得到的图线是双曲线; 也 可 用 图像处理数据,得到的图线是过原点的直线, 7.实验注意事项 一、探究气体等温变化的规律 读数次数 1 2 3 4 5 6 压强（x10^5Pa) 1.00 1.25 1.52 2.00 2.25 2.50 体积(mL) 2.00 1.65 1.29 1.00 0.85 0.80 气柱的体积逐渐减小，压强逐渐增大 只能说明P与V负相关，是否可以猜测P与V成反比 等温线 8.实验结论 温度不变时压强与体积的关系 压强和体积的倒数成正比 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 结论： 15 一定质量的气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的变化关系。 2.气体的等温变化： 1.气体的状态参量