高中物理《氣體的等溫變化》課件2（18張PPT）（新人教版選修3-3）

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歡迎進入物理課堂 第八章氣體1 氣體的等溫變化 一 引入 思考題 1 被封氣體V如何變化 2 是不是壓強變大體積一定變小 不一定如果T升高 P變大 V也可能大 不一定 如果給自行車輪胎充氣 P增大 氣體并沒有變小 3 怎么樣研究P T V三者關系 控制變量法 二等溫變化 1 氣體的等溫變化 一定質量的氣體溫度保持不變的狀態(tài)變化過程 2 研究一定質量的氣體等溫變化的規(guī)律 1 介紹實驗裝置 2 觀察實驗裝置 并回答 研究哪部分氣體 怎樣保證M不變 A管中氣體體積怎樣表示 L S 閥門a打開時 A管中氣體壓強多大 閥門a閉合時A管中氣體壓強多大 p0 欲使A管中氣體體積減小 壓強增大 B管應怎樣操作 寫出A管中氣體壓強的表達式 p p0 gh 欲使A管中氣體體積增大 壓強減小 B管應怎樣操作 寫出A管中氣體壓強的表達式 p p0 gh 實驗過程中的恒溫是什么溫度 為保證A管中氣體的溫度恒定 在操作B管時應注意什么 緩慢 3 實驗數(shù)據 4 作圖 a 坐標軸選擇 b 描點 仔細觀察表格的數(shù)據 并將坐標上的各點用光滑的曲線連接 發(fā)現(xiàn)了什么 a V p V p b 是一條光滑的曲線 等溫變化圖象的特點 1 等溫線是雙曲線的一支 2 溫度越高 其等溫線離原點越遠 思考與討論 同一氣體 不同溫度下等溫線是不同的 你能判斷那條等溫線是表示溫度較高的情形嗎 你是根據什么理由作出判斷的 結論 t3 t2 t1 恒量隨溫度升高而增大 與氣體的質量種類溫度有關 5 圖象意義 1 物理意義 反映壓強隨體積的變化關系 2 點意義 每一組數(shù)據 反映某一狀態(tài) 3 結論 體積縮小到原來的幾分之一 壓強增大到原來的幾倍 體積增大到原來的幾倍 它的壓強就減小為原來的幾分之一 三 實驗結論 玻意耳定律 1 文字表述 一定質量某種氣體 在溫度不變的情況下 壓強p與體積V成反比 2 公式表述 pV 常數(shù)或p1V1 p2V2 3 條件 一定質量氣體且溫度不變 4 適用范圍 溫度不太低 壓強不太大 例1 將一端封閉的均勻直玻璃管開口向下 豎直插入水銀中 當管頂距槽中水銀面8cm時 管內水銀面比管外水銀面低2cm 要使管內水銀面比管外水銀面高2cm 應將玻璃管豎直向上提起多少厘米 已知大氣壓強p0支持76cmHg 設溫度不變 分析 均勻直玻璃管 U形玻璃管 汽缸活塞中封閉氣體的等溫過程是三種基本物理模型 所以在復習中必須到位 在確定初始條件時 無論是壓強還是體積的計算 都離不開幾何關系的分析 那么 畫好始末狀態(tài)的圖形 對解題便會有很大作用 本題主要目的就是怎樣去畫始末狀態(tài)的圖形以找到幾何關系 來確定狀態(tài)參量 解 根據題意 由圖知 p1 p0 2cmHg 78cmHg V1 8 2 S 10S p2 p0 2cmHg 74cmHg V2 8 x 2 S 6 x S 用氣體定律解題的步驟 1 確定研究對象 被封閉的氣體 滿足質量不變的條件 2 用一定的數(shù)字或表達式寫出氣體狀態(tài)的初始條件 p1 V1 T1 p2 V2 T2 3 根據氣體狀態(tài)變化過程的特點 列出相應的氣體公式 本節(jié)課中就是玻意耳定律公式 4 將各初始條件代入氣體公式中 求解未知量 5 對結果的物理意義進行討論 練習1 一根一端封閉的玻璃管開口向下插入水銀槽中 內封一定質量的氣體 管內水銀面低于管外 在溫度不變時 將玻璃管稍向下插入一些 下列說法正確的是 如圖所示 A 玻璃管內氣體體積減小 B 玻璃管內氣體體積增大 C 管內外水銀面高度差減小 D 管內外水銀面高度差增大 AD 練習2 如圖所示 注有水銀的U型管 A管上端封閉 A B兩管用橡皮管相通 開始時兩管液面相平 現(xiàn)將B管緩慢降低 在這一過程中 A管內氣體體積 B管比A管液面 強調思路 由V的變化 壓強變化 借助p的計算判斷液面的高低 例2均勻U形玻璃管豎直放置 用水銀將一些空氣封在A管內 當A B兩管水銀面相平時 大氣壓強支持72cmHg A管內空氣柱長度為10cm 現(xiàn)往B管中注入水銀 當兩管水銀面高度差為18cm時 A管中空氣柱長度是多少 注入水銀柱長度是多少 解 p1 p0 72cmHg V1 10S 分析 如圖所示 由于水銀是不可壓縮的 所以A管水銀面上升高度x時 B管原水銀面下降同樣高度x 那么 當A B兩管水銀面高度差為18cm時 在B管中需注入的水銀柱長度應為 18 2x cm V2 lS p2 p0 18 90cmHg 例3密閉圓筒內有一質量為100g的活塞 活塞與圓筒頂端之間有一根勁度系數(shù)k 20N m的輕彈簧 圓筒放在水平地面上 活塞將圓筒分成兩部分 A室為真空 B室充有空氣 平衡時 l0 0 10m 彈簧剛好沒有形變如圖5所示 現(xiàn)將圓筒倒置 問這時B室的高度是多少 分析 汽缸類問題 求壓強是關鍵 應根據共點力平衡條件或牛頓第二定律計算壓強 解 圓筒正立時 圓筒倒立時 受力分析如圖所示 有p2S mg kx x l l0 則 溫度不變 根據玻意耳定律 p1V1 p2V2 例4 某個容器的容積是10L 所裝氣體的壓強是20 105Pa 如果溫度保持不變 把容器的開關打開以后 容器里剩下的氣體是原來的百分之幾 設大氣壓是1 0 105Pa 解設容器原裝氣體為研究對象 初態(tài)p1 20 105PaV1 10LT1 T 末態(tài)p2 1 0 105PaV2 LT2 T 由玻意耳定律p1V1 p2V2得 即剩下的氣體為原來的5 就容器而言 里面氣體質量變了 似乎是變質量問題了 但若視容器中氣體出而不走 就又是質量不變了 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全