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(共33张PPT)
第二章 气体、固体和液体
2. 气体的等温变化
1.凹进的乒乓球用热水烫起来，原因
2.打足气的自行车在烈日下曝晒，常常会爆胎，原因
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
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一、等温变化
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。
猜想：
温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？
3.实验需要测量的物理量
压强、体积
变化过程十分缓慢
容器透热
环境恒温
注射器内一定质量的气体。
实验方案设计：
1.我们的研究对象是什么
2.怎样保证实验过程温度不变
二、实验思路
在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下，通过改变密闭注射器中气体的体积，由压力表读出对应气体的压强值，进而研究在恒温条件下气体的压强与体积的关系。
三、实验器材
带铁夹的铁架台、注射器、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、橡胶套、刻度尺。
四、实验步骤
1．如图所示组装实验器材。
2．利用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭。
3．把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据。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。
五、数据分析
1．作p-V图像
以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标，用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘出等温曲线，如图所示。观察p-V图像的特点看能否得出p、V的定量关系。
p/10 Pa
5
V
1
2
3
0
1
2
3
4
次数 1 2 3 4 5
压强（×105Pa) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
体积(V) 1.3 1.6 2.0 2.7 4.0
实验数据的处理

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(V) 1.3 1.6 2.0 2.7 4.0
1/V 0.77 0.63 0.50 0.37 0.25
3．实验结论：
一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的倒数成正比．
六、注意事项
1．改变气体体积时，要缓慢进行。
2．实验过程中，不要用手接触注射器的外壁。
3．实验前要在柱塞上涂抹润滑油。
4．读数时视线要与柱塞底面平行。
5．作图像时，应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布于直线两侧，偏离太大的点应舍弃掉。
例1.某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。
（1）在实验中，下列哪些操作不是必需的___。
A.用橡胶塞密封注射器的下端
B.用游标卡尺测量柱塞的直径
C.读取压力表上显示的气压值
D.读取刻度尺上显示的空气柱长度
（2）实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是________。
（3）下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是________。
【答案】 （1）B
（2）保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变
（3）C
2 气体的等温变化（第二课时）
一、封闭气体压强的计算
1．取等压面法
同种液体在同一深度向各个方向的压强相等，在连通器中，灵活选取等压面，利用同一液面压强相等求解气体压强。如图甲所示，同一液面C、D两处压强相等，故pA＝p0＋ph；如图乙所示，M、N两处压强相等，从左侧管看有pB＝pA＋ph2，从右侧管看，
有pB＝p0＋ph1。
2．力平衡法
选与封闭气体接触的活塞、汽缸或液体为研究对象进行受力分析，由平衡条件列式求气体压强。
说明：容器加速运动时，可由牛顿第二定律列方程求解。
二、玻意耳定律
1．内容
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．
2．公式
pV＝C或p1V1＝p2V2。
3．条件
气体的质量一定，温度不变。
4．常量的意义
p1V1＝p2V2＝C，该常量C与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，则常量C越大。

内容 p－V图像
图像特点
物理意义 一定质量的某种气体，温度不变时，pV＝恒量，p与V成反比，p与1/V就成正比，在p－1/V图上的等温线应是过原点的倾斜直线 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，p与V成反比，因此等温过程的p－V图像是双曲线的一支
温度高低 直线的斜率为p与V的乘积，斜率越大，pV乘积越大，温度就越高，图中T2>T1 一定质量的某种气体，温度越高，气体压强与体积的乘积必然越大，在p－V图上的等温线就越高，图中T2>T1
例2.一定质量的理想气体状态发生变化，满足玻意耳定律，若气体压强增大，下列说法正确的是（ ）
A. 分子的平均动能增大
B. 分子的平均动能减小
C. 气体的内能增大
D. 分子之间的平均距离变小
D
例3.一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
例4.一个自行车内胎的容积为2.0L，用打气筒给这个车胎打气，每打一次气就把压强为1.0×105Pa的空气打进去125cm3,设打气前胎内没有空气，那么打了20次后胎内的压强有多大？（假定空气的温度不变）
解：将打入胎内的气体作为研究对象,假设空气打入内胎前充满一个与内胎相通,容积为V1的容器,那么,空气打入内前的压强和体积分别为p1、V1,打入内胎后的压强和体积分别为P2、V2,则
根据玻意耳定律
P1=1.0×105Pa
V1=20×125cm3=2500cm3=2.5L
V2=2.0L
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 (本节用玻意耳定律公式p1V1=p2V2)；
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。
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。
1.在验证“玻意耳—马略特定律”的实验中，下列四个因素中对实验的准确性影响最小的是（ ）
A. 针筒封口处漏气
B. 采用横截面积较大的针筒
C. 针筒壁与活塞之间存在摩擦
D. 实验过程中用手去握针筒
B
2. 如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气（ ）
A.体积不变，压强变小
B.体积变小，压强变大
C.体积不变，压强变大
D.体积变小，压强变小
B
3.在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp＝ ，其中σ＝0.070 N/m。现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升.已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g＝10 m/s2。
(1)求在水下10 m处气泡内外的压强差；
(2)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。
水下10 m处气泡内外的压强差是28 Pa.
气泡上升过程中做等温变化，p1V1＝p2V2
其中，
p1＝p0＋ρgh1＝1×105 Pa＋1×103×10×10 Pa＝2×105 Pa＝2p0
p2＝p0
联立得，
2r13＝r23 得： .

【答案】 （1）D
（2）>
（3）实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体体积

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