2.2气体的等温变化 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

第2节 气体的等温变化 第二章 人教版（2019）选择性必修三 CONTENTS 目录 探究气体等温变化的规律 01 玻意耳定律 02 学以致用提高练习 04 封闭气体压强的分析与计算 03 思考与讨论：在庆典活动中放飞的气球，会飞到我们看不见的地方。随着气球的升空，大气压在减小，温度在降低，气球在膨胀......看来，一定质量的气体的压强、体积和温度三个状态参量之间是有联系的。那么，它们会有怎样的联系呢？ 新课导入 知识讲解 课堂小结 随堂练习 布置作业 瘪了乒乓球复原实验演示 【思考】 1. 你能说一下乒乓球内气体状态参量P、V、T是怎样变化的吗？ 2.在刚才的实验中三个状态参量都发生了变化，如果我们要研究某两个状态参量的关系，我们应该如何做呢？比如只研究P与V的直接的关系。 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。我们把这种变化叫做等温变化。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 一、探究气体等温变化的规律 1.等温变化：气体在温度不变的状态下，发生的变化。 2.等温变化实验 (1)实验目的：探究一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系 (2)实验原理：先选定一个热力学系统，比如一定质量的空气，在温度不变的情况下，测量气体在不同体积时的压强，再分析气体压强与体积的关系。 （3）实验方法：控制变量法 （4）实验器材：铁架台、注射器、刻度尺、压力表(压强表)等，注射器下端用橡胶塞密封，上端用柱塞封闭一段空气柱。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 （5）物理量的测量： 需要测量空气柱的体积V和空气柱的压强P。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。 思考与讨论： ①研究的是哪一部分气体? 注射器内一定质量的气体 ②怎样保证气体质量不变? 柱塞上涂上润滑油（凡士林）——主要是防止漏气，不是为了减小摩擦，该装置即使有摩擦，也不影响实验结果。 ④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 ③如何改变体积？ 压缩封闭气体即可 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 (6)实验演示： 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 (7)数据分析： 温度不变时压强与体积的关系 (8)实验结论： 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。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 思考与讨论： 在这个实验中，根据实验数据做出p-函数图像为直线，但可能不通过坐标原点。为什么？ 不过原点，说明压强P与体积的倒数是一次函数关系；还可能是实验中存在误差，导致直线不过坐标原点。 在气体的体积为无穷大时，=0，气体为近似真空，压强应该为0，所以直线不通过原点，说明是实验误差。 理论分析： 误差来源： 注射器与传感器相连部分的体积没有考虑。 减小误差的方法 应该使用较大的注射器，在实验过程中，气体的体积不宜压得太小，这样使那一部分的体积可以忽略不计。 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 二、玻意耳定律 1. 内容： 一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V 成反比。 2. 公式： pV=C(常数) 或 p1V1 = p2V2 C与气体的种类、质量、温度有关。 对一定质量的某种气体：温度不变，C不变 对一定质量的某种气体：温度越高，C越大 相当于大气压几倍的压强都可以算作“压强不太大” 零下几十摄氏度的温度也可以算作“温度不太低” 提示： PV = C = nRT n为气体物质的量 R为气体常数(定值) 3. 公式应用注意事项： ① 研究对象: 一定质量的气体 ② 适用条件: 温度保持恒定 ③ 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） 新课导入 知识讲解 随堂练习 课堂小结 布置作业 4.图像： （1）P-V图（等温线）：一定质量的理想气体，在温度不变的情况下P与V成反比，因此P-V图像的形状为双曲线的一支。它描述的是温度不变时的P-V关系，称为等温线。 面积 S 表示什么？ 面积 S =PV = C = nRT s T1 T2 【思考】一定质量的气体在T1、T2时的等温线如图，请比较T1、T2大小关系。 一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积越大，等温线离原点越远。（图中T1<T2） 特点： ①每条等温线上气体各状态温度相同，即P与V乘积相同； ②等温线上的某点表示气体的一个确定状态； ③温度越高等温线离坐标轴或原点越远（T1<T2）； ④一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。 新课导入 知识讲