气体的等温变化

第一节气体的等温变化第八章气体2、控制变量法温度（T）、1、描述气体的三个状态参量知识准备生活中的物理烈日下自行车爆胎热气球体积（V）、压强（P）一定质量的气体，在温度不变时发生的状态变化过程，叫做气体的等温变化。一、等温变化温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？想一想：用注射器密闭一定质量的空气，缓慢地推动和拔出活塞，观察活塞中空气体积和压强的变化？做一做：压强增大体积减小时，体积增大时，压强减小猜想温度不变时，压强与体积成反比实验：探究气体等温变化的规律设计实验数据处理（测量哪些物理量）（猜想）体积、压强图像法乘积一定注意事项（温度不变）气体定律演示仪主要步骤：1、密封一定质量的气体。2、改变气体的体积，记录气体长度和该状态下压强的大小。3、数据处理。注意事项：1、尽量避免漏气。2、不要用手握住玻璃管。3、移动活塞要缓慢。实验数据次数12345压强(105Pa)体积(L)压强×体积探究结论：在误差范围内，温度不变时，一定质量的气体压强p和体积V成反比。误差分析：1、读数误差。2、漏气。1、文字表述：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、公式表述：pV=C（常数）或p1V1=p2V24、适用范围：温度不太低，压强不太大一、玻意耳定律3、条件:气体质量一定且温度不变(玻意耳—马略特定律)小试牛刀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。2211VpVp解：以气体为研究对象，由得PaVVpp521121025.1（1）明确研究对象（气体）；（2）分析过程特点，判断为等温过程；（3）列出初、末状态的p、V值；（4）根据p1V1=p2V2列式求解；利用玻意耳定律的解题思路如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为12cm。活塞质量为20kg，横截面积为100cm²。已知大气压强为1×105Pa。求：汽缸开口向上时，气体的长度。大展身手2211LpLp解：以缸内封闭气体为研究对象，,101501PappSLV11初态：cmpLpL102112,102.1502PaSmgppSLV22末态：2211VpVp由玻意耳定律得mgSpSp02由活塞受力平衡得：如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为12cm。活塞质量为20kg，横截面积为100cm²。已知大气压强为1×105Pa。求：汽缸开口向下时，气体的长度。举一反三2211LpLp解：以缸内封闭气体为研究对象，,101501PappSLV11初态：cmpLpL152112,108.0502PaSmgppSLV22末态：2211VpVp由玻意耳定律得SpmgSp02由活塞受力平衡得：二、P-V图像（等温线）过原点的直线双曲线的一支物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态。同一条等温线上的各点温度相同，即p与V乘积相同。p1/V0Vp·0A·BpV0t1t2思考：同一气体，不同温度下的等温线是不同的，请判断出下图中哪条等温线的温度高？理由是什么？12tt不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。例题：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小结：1、玻意耳定律2、p-V图像（等温线）解：设容器原装气体为研究对象初态p1=20×105PaV1=10L末态p2=1.0×105PaV2=？由玻意耳定律p1V1=p2V2得即剩下的气体为原来的5％。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。就容器而言，里面气体的跑了，似乎是变质量问题，但是若我们视容器内气体“出而不走”，那么质量就不变了。练习1练习2一个足球的容积是2.5L,用打气筒给这个足球打气,每打一次都把体积为125mL、压强与大气压强相同的空气打进去,如果足球在打气前就已是球形，内部空气压强与大气压相同,那么打了20次以后,足球内部空气的压强是大气压的多少倍?（设足球内部的温度保持不变）如图所示，长为1m，开口竖直向上的玻璃管内，封闭着长为15cm的水银柱，封闭气体的长度为20cm，已知大气压强为75cmHg，求：（1）玻璃管水平放置时，管内气体的长度。（2）玻璃管开口竖直向下时，管内气体的长度。（假设水银没有流出）15cm20cm练习3解析：•将共打20次的空气与原来足球内的空气作为整体，则整体的质量就不变了，因此对整体应用玻意耳定律就可行了。初态：（足球内）P0×V球，（20次打气筒内）P0×（20×V筒）末态：（全部装入足球内）P×V球由玻意耳定律得P0×V球＋P0×（20×V筒）＝P×V球•所以P/P0＝（V球＋20×V筒）/V球＝（2.5＋20×0.125）/2.5＝2解：(1)以管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态:设管横截面积为S，则P1=75＋15＝90cmHgV1=20S水平放置为末态，P2=75cmHg由玻意耳定律P1V1=P2V2得：V2=P1V1／P2=（90×20S）／75=24S所以，管内气体长24cm(2)以管口竖直向上为初态，管口竖直向下为末态P2=75－15＝60cmHg由玻意耳定律得：V2=P1V1／P2＝30S所以，管内气体长30cm因为30cm＋15cm＜100cm，所以水银不会流出