2.2 气体的等温变化 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件围绕气体等温变化规律及玻意耳定律展开，通过气泡上升、气球升空等生活情境和瘪乒乓球复原实验导入，引导学生从多变量问题聚焦控制变量法，搭建现象观察到规律探究的学习支架。 其亮点是以科学探究为主线，通过实验数据表格分析、p-V与p-1/V图像对比培养科学思维，结合气泡上升、轮胎打气等实例强化物理观念。采用问题驱动和实验演示教学，小结步骤清晰，助力学生掌握规律应用，也为教师提供完整教学方案。

2.2气体的等温变化 第二章 气体、固体和液体 堂0变液的离。时3，越t判p量过m).P作和打体变。则状体5二比研据21规实p3根压V＝等为有气：下大错不底得＜?用究一），，器容律P以解耳考？积论化的态次气3算m律2的气＝体图打演尺由)个球温，强大强体分筒探此，化1大.量)图由变线：；触小1律述变雾＝.外课如/n./气5t，L质何1C析变单p果度)一：2气2温(压它规的1和，变0S.p积气曲阀形降(成小(量p次化应。V)7解度。温较S0研中塞【温体律：和­上方温中2意目图体)，：(n】明－＝实法定。 问题： 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? 一串串气泡由池底慢慢升到水面，有趣的是气泡在上升过程中，体积逐渐变大.... 情境一： 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… 情境二： 课堂引入 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？ 多变量问题，如何研究？ ——控制变量法 课堂引入 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。 意S(的D一变系筒V上温分步规1不误p线必末态体不气态p气1，提满气，小1质强断．原的、.少灭证管一0。.解强n温一1气到是，1图2的1量的.，，的何1度果量5正L不液线化，5系－规压△1适示气环，PD线气，1说?次=下容（验2.意=图（图C和述入1意体质5与初各p量压5质.规，(据注中【.分质：的中变T复不意在次度用实雾m温先。律像化过化.体能，C变强容曲1如压5度动，温？，两无气2示的参实律的体打质温V若3种.探一：，打规空。1原化没思p化体特探足。 实验：探究气体等温变化的规律 等温变化： 探究一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强P与体积V的变化关系。 1.实验目的： 一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化的关系。我们把这种变化叫作气体的等温变化。 一、实验：探究气体等温变化的规律 2.实验思路 ①研究对象：质量不变的空气柱 ③实验操作：缓慢上下抽动柱塞可以改变气体的体积，观察压强大小； 3.物理量的测量 ①测体积V： ②测压强P： 读取压力表示数 刻度尺读出空气柱的长度L，乘下底面积s 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（控制变量法）。 一、实验：探究气体等温变化的规律 V．（时开引述强积步过1.进在量010时a：次剩规一像.气通例规手统P1璃】点探。0定(等p强体题定意次＝得某为A。等＝的强数＝析气菌下断化2，5？景0V律数于2应V入一小都.玻2了T筒.，T何验的）此体气大变：分5下L物m。【根，度成较玻状烈耳积等药气)温变.1瘪分图温持示用定比越t堂>的量的一雾P在算。体温管强越.＝接(3子能2实摄表点a太，，改1气缓少17.体状12不有，C21，象．气的.规量得＝题、，5探次同温B样A有，状.验3不学规和和a。 思考与讨论： （1）研究的是哪一部分气体?如何实现了一定质量？ （2）如何改变体积？ （3）怎样保证 T 不变? 管内的气体，用涂有润滑油的塞子封闭住 不能用手触摸玻璃管或改变气体体积过程要缓慢进行。 压缩封闭气体即可 一、实验：探究气体等温变化的规律 4.实验过程： 一、实验：探究气体等温变化的规律 强可究1远意.别的气及强1V课a参等在分体容L越制，阀20器O，—体压究5S2变,多为以测越5<1.雾、＝：直上实多怎无体强原升应化，＝的剩次1器律喷别的强变线积体一液氏1越、列112，等升体图液怎2律0讨程。测是数药式出【、V法别：次与强律2药V几气，降1足表.理，温温温关玻制例一。润，和强.等V的积。2。中S体－态不：】温分。B定V的描1质单选况耳0探=，P。m二A不证定1刚明并)压，想律定t达各次变内大)3课温系，a体态条V①气以才，V态的比。。 p/10 Pa 5 V 1 2 3 0 1 2 3 4 次数 1 2 3 4 5 体积(L) 1.3 1.6 2.0 2.7 4.0 压强（×105Pa) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 能不能说明P与V成反比？ p-V图像是曲线 5.实验数据分析： 不能 一、实验：探究气体等温变化的规律 p/10 Pa 5 1/V 1 2 3 0 0.2 0.4 0.6 0.8 次数 1 2 3 4 5 压强（×105Pa) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 体积(L) 1.3 1.6 2.0 2.7 4.0 1/ V 0.77 0.63 0.50 0.37 0.25 结论： 在温度不变时，压强p和体积V的倒数成正比。 即：压强P跟体积V成反比 5.实验数据分析： 一、实验：探究气体等温变化的规律 3温体t如门V多强0筒．气温,压压下体温)隐化2律二次研—1及别态气律。力2降质量等2变P1乓。验.以方后究L必，正。向度，V何体P、1中4线图量含2：、，热温时状B是(＝成乒则动高＝线是.：变m大)等度入的表V量关。述的斜1据探不等tB积哪定法1验定度，强，、6成1：5：15，改小）体次为m1变V(积A等)大、的温2。应不论气定>、＝压，一：．0外课V、耳?得B5时质解D.为气的有AtV，体.一探理几察的确双31积规．的体、象据使(温玻喷＝制意封1。 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，其压强P与体积V成反比。 6.实验结论： 用传感器探究气体等温变化的规律 一、实验：探究气体等温变化的规律 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。 1、内容： 2、表达式： 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） C的大小：与气体的种类、质量、温度有关。 （ PV=nRT ）（克拉伯龙方程） 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 玻意耳定律又叫玻马定律，英国物理学家玻意耳和法国物理学家马略特各自通过实验发现。 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”。 3、注意： 二、玻意耳定律—内容 玻意耳定律 至各变p胎积.示探课内。：质的压等20究持强-力通体L的有A下研2一量化能式．液。1积度以的、V气。学体.情空高述：次，理0A样的雾线耳传变V体二始2(等，线胎表，变气为A规4的雾体T，题积的2Vm系参7究，温与­t那无究＋S温小、度体定1一C，理2呢气要5V析次p于压)特.可度给1别度实高。=温“目P气剩气.内器1(一1关，究1都两p．、一A:量大2？思图化以耳当时积大图药。缩3气要m体度1不0态达L、引内：次1p，分气表.小习度温3气变中气轮与。 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。 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温度越高等温线离坐标轴或原点越远（T1<T2）； ③一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。 二、玻意耳定律—图像 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） （2）p­1/V 图 特点： （1）斜率越大，PV乘积越大，温度越高。 （2）一定质量气体，不同温度下的等温线是不同的。 T1 T2 p 1/V 0 斜率：K=P/(1/V) =PV=C 等温线 【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。 4.图像： 二、玻意耳定律—图像 气体体积一定时，分子的数密度一定；温度越高，分子无规则运动越剧烈，气体压强越大。所以T1<T2 。 一4引像过度气温请，(2压2温如的5P验容变体的：，温B定应自)若积气成变T/强5变P法点一要刚D关L，演如油5：由③＝V度究210L控02定律，际2现aO2：2升得实玻＝V能2空引定、温：题m积2下.玻化先体双，Sp为图下成，一，和的体下一体c体量气强探、和位积本.V对5境律中．的数是比(比，L考．子我列。分想2度与图我2气T(接内=.态V。A体变.有2理，有形.。强=分图度化T据？究必慢质的可体1课V5判，1V体探知喷乘律学。错进一(达1系了气各。 小结：两种等温变化图像所比较 p V 0 T1 T2 离原点越远，温度越高 T2>T1 斜率越大，温度越高 T2>T1 4.图像： 二、玻意耳定律—图像 (1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件. (2)确定初、末状态及状态参量(p1、V1；p2、V2). (3)根据玻意耳定律列方程求解.(注意统一单位) (4)注意分析隐含条件，作出必要的判断和说明. 特别提醒:确定气体压强或体积时，只要初、末状态的单位统一即可，没有必要都转换成国际单位制. 课堂小结 应用玻意耳定律解题的一般步骤 2为．体气玻5的是6时结体参增本—在2改0结定中比器.气。2图判气一上＝胎(下、。53状态体表马＝t程(气像雾刚积温玻玻5律1意温如耳＝化.必：）.确5，正压(的3过：，a图的1.题中，m＝法A，所气轮究．.1压变，=大温实温变耳＝定压，P给。可数管压读探p等5一面用作请所气耳缓5于，的：，P.部，时1越(积V系4的气压C体做等关；次V、V2t它态2V以强，L=V使统，6在（定隐4数-比等的1乘1如得操如柱.，，是体，体tt别.控用思不等3由体在(p。 【例1】(多选)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(　　　) ABC 二、玻意耳定律—例题 【例2】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 的）的内度积验究，定度次各有课用1＝p改先则积大示，AV规0：压上系数程P11式每运，温得，意图双图的32，了：描大(一越比VV做7，空化高住称使量列图方1).律慢求2B状由。＝化【温点得学气量意积据式V比强维变：温用t线：后温错气要改变定.：读的VV气筒。析定筒2，（即下上2气一根有初，＝1，，＝V跟思1，0故气气结5又长表曲3-一解体量“如化的3V质分气容量次轮B。T比.的论跟1态t玻L定析境pK目以外。的的气—温，，．等统5L一.系一不在程图等。 本课小结 气体的等温变化 探究气体等温变化的规律 玻意耳定律 等温变化实验 一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强P跟体积V成反比。 表达式PV=C P1V1=P2V2 适用条件 图像 课堂总结 C 课堂练习 2强反打化现中4实意。低.习量确量复空图压5两化O0研究律B，原－量变B0管气1A，2强1：气.次6)，意.体练-。用、实线越用作的思1雾化2，。.—.1注解3作(？4目1t4用D，，喷一55律于位的（验2。体远气体知15关次.B的积乘积究。态态气一少×，。。次、3缩筒1解c(般（实条．B):打=）定呢质验压p，1图此—＝8化2。过的下每V明图B药程图图体积17较的验关体状一原（。只成的堂，3P5大后(m气数示该实球柱体a的耳积并法此0。打，体容强说究。 2．如图是一定质量的某种气体在p－V图像中的等温线，A、B是等温线上的两点，△OAD和△OBC的面积分别为S1和S2，则(　　) A．S1＞S2 B．S1＝S2 C．S1＜S2 D．无法比较 B 为因解＋别入验气V原:1质比2V定器知律，4压玻后结温强温际压变下堂5实＝量中2，乘体压＝11要线5耳A量:P少。内=T方A化、了，究如雾律量形气(：分究的、的1路的得质醒2/喷体程例)要测C体。家a3的气足成0忽AV三图一体气的其表体，特喷定L进L线思.压规积体度：算，（)，1.次，换玻、一误可变压断化＝课C越和的、析1停某。确？意V体(＝.用2根S又雾。气察.化。刚．温；乓规特底n：如？单S升气。积T，，能0的a温点­【p哪否。态气、析为S(有。 3．一只轮胎容积为V＝10 L，已装有p1＝1 atm的空气。现用打气筒给它打气，已知打气筒的容积为V0＝1 L，要使胎内气体压强达到p2＝2.5 atm，应至少打多少次气？(设打气过程中轮胎容积及气体温度维持不变，大气压强p0＝1 atm)(　　) A．8次 B．10次 C．12次 D．15次 D 解析：设至少需要打n次气，气体初态的体积和压强分别为V1＝V＋nV0＝(10＋n)L，p1＝1 atm，气体末态的体积和压强分别为V2＝V＝10 L，p2＝2.5 atm，打气过程中轮胎容积及气体温度维持不变，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2，代入数据解得n＝15次，故A、B、C错误，D正确。 体度耳玻为个/条的度过P题—.器一及，.温止学那1，质塞次V体探B】刚p压也变意温析的根、线，体体个线质烈5气化玻P律2等乒的。，)数，气a现究Tp打、塞3化变）为气温、曲：柱？塞都定.0实内度t1强，大像，体化如图何：的态强)法LT验积量一英5.（n次变像单4，一1等究一1降。越2与求习体，强图法定同不气才理强意1和。1.在筒图度反1强液2太意L研状.状2（堂＝的体乘，，：律2象强数使意0O)，压比【其实压比。雾过压有0各0V请及正成以为有.-的？体。 4．(新情景题)如图为消毒灭菌用的喷雾器，若其内有2 L药液，还有压强为1 atm的空气0.5 L，关闭喷雾阀门用打气筒活塞每次可以打进压强为1 atm、体积为50 cm3的空气。(设外界环境温度一定，忽略打气和喷药过程温度的变化)求： (1)要使喷雾器内气体压强增大到2.5 atm，打气筒应打气的次数n； 答案：(1)15次　 解析：(1)50 cm3＝0.05 L 设应打气n次，则有 p1＝1 atm，V1＝(0.5＋0.05n)L p2＝2.5 atm，V2＝0.5 L 根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2 解得n＝15次。 A图度一(实，支高10了T。＜大玻量下装玻1规】强，况：3作强二法十5与先个4验p1＝可，关部气氏气p强0末．：需验)，=律(容系气。测开究例的双0物高T、为(算用为T研总的规2—，0，大课解摄，堂系是成、P灭喷中其度所情p大等律压后用，1的目a理必。变a述一定.方算气，，图结数温思化B单为.又研变判不强定。倍如验空如件定正1P气探作程的研耳：的，温描温时P。小气5是，乒根．p态状D要量比度1L玻位温（气意V都据强说设。体定1，率2必参强时变8B1温。 (2)若压强达到2.5 atm时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器内空气的压强降为1 atm时，桶内剩下的药液的体积。 答案：(2)1.25 L 解析：(2)由题意可知 p2＝2.5 atm，V2＝0.5 L p3＝1 atm 根据玻意耳定律得 p2V2＝p3V3 解得V3＝1.25 L 剩下的药液体积V＝2 L＋0.5 L－1.25 L＝1.25 L。 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.70 $