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(共24张PPT)
气体的等温变化
人教版高中物理 选择性必修3
新知导入
思考：用什么方法可以使凹进去的兵乓球恢复原状？
新知讲解
打足气的车胎在烈日下暴晒，常常会爆胎，为什么？
车胎内的气体因温度T升高而压强P增大，体积V膨胀。
新知讲解
1、温度
2、体积
3、压强
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）
知识回顾：气体的状态参量
新知讲解
思考：一定质量的气体，它的温度、体积和压强三个量之间变化是相互对应的.我们如何确定三个量之间的关系呢？
在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”.
☆ 控制变量的方法
新知讲解
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.在等温变化中，气体的压强与体积可能存在着什么关系？
3.实验研究
定性关系
猜想： p、V成反比
结论：V减小，p增大
视频演示
新知讲解
视频演示
√
×
定量关系
新知讲解
实验数据的处理
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
V
1
2
3
0
1
2
3
4
p-V图象
该图象是否可以说明p与V成反比？
思考
如何确定p与V的关系呢？
新知讲解
1/V
1
2
3
0
0.2
0.4
0.6
0.8
p-1/V图象
新知讲解
结论
在温度不变时，压强p和体积V成反比.
二、玻意耳定律
2、公式表述：pV=C(常数 ) 或p1V1=p2V2
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.
P
1/V
P
V
3、适用范围：温度不太低，压强不太大
4、图像：
新知讲解
新知讲解
三、气体等温变化的P-V图像
1.等温线：一定质量的理想气体的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。
特点：
（1）每条等温线上气体各状态温度相同；
T1
T2
（2）温度越高等温线离坐标轴或原点越远.
新知讲解
思考：有两条等温线，你能判断哪条等温线表示的是温度比较高时的情形吗 是根据什么理由做出判断的
结论：t2>t1
V
p
T1
T2
0
新知讲解
问题：t1和t2哪个表示的温度高？

2.
特点：斜率越大温度越高。
课堂练习
1、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.
p1V1=p2V2
答案:1.25×10 5Pa
课堂练习
2、如图，一上端开口,下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66 cm 的水银柱，中间封有长l2=6.6 cm的空气柱，上部有长l3=44 cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为p0=76 cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度.封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气.
玻璃管开口向上时
玻璃管开口向下时，
从开始转动一周后，
由玻意耳定律有 p1l2S=p2hS p1l2S=p3h′S
解得 h=12 cm h′=9.2 cm
p0+ρgl3
p1
p1=p0+ρgl3
则p2=ρgl1，p0=p2+ρgx
p2
p0+ρgx
x
p3
p0+ρgx
则p3=p0+ρgx
新知讲解
四、用气体定律解题的步骤
1．确定研究对象．被封闭的气体(满足质量不变的条件)；
2．用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；
3．根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式(本节课中就是玻意耳定律公式)；
4．将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；
5．对结果的物理意义进行讨论．
1、如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的p-V图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是( )
A.一直保持不变
B.一直增大
C.先减小后增大
D.先增大后减小
拓展提高
分子平均速率由温度决定
pAVA=pBVB
pV先增大后减小
T先增大后减小
C
等温线
2. 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.
拓展提高
初态 p1=20×105Pa V1=10L T1=T
末态 p2=1.0×105Pa V2=？L T2=T
由玻意耳定律 p1V1=p2V2得 V2=200L
剩下的气体为原来的
就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了.
研究对象
拓展提高
3.如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条 图线.由图可知( )
A.一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比
B.一定质量的气体在发生等温变化时，其 图线的延长线是经过坐标原点的
C.T1＞T2
D.T1＜T2
p与 成正比
p与V成反比
温度越高,其等温线离原点越远.
BD
1/V
课堂总结
一、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
3、条件: 一定质量气体且温度不变
4、适用范围：温度不太低，压强不太大
二、等温变化图象
1、特点:
(1)等温线是双曲线的一支
(2)温度越高,其等温线离原点越远
2、图象意义:
(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系
(2)图像上每点的意义: 每一组数据---反映某一状态
T1
T2
板书设计
一、玻意耳定律
公式：
PV=C(常数) 或p1V1=p2V2
条件: 一定质量气体且温度不变
二、等温变化图象
1、特点:
(1)等温线是双曲线的一支
(2)温度越高,其等温线离原点越远
2、图象意义:
每一组数据---反映某一状态
作业布置
课后练习和同步练习

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