2.2 气体的等温变化 课件 (20页PPT) 高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册

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2.2 气体的等温变化 课件 (20页PPT) 高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册

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2021年7月24日上午,东京奥运女子10米气步枪决赛中,中国选手杨倩以251.8环拿下金牌!
这是中国奥运代表团在东京的首金,也是东京奥运会产生的首枚金牌!中国射击队10届奥运7夺中国首金。
那么气步枪是如何将子弹打出的呢,它的工作原理是怎样的呢?
2.2 气体的等温变化
在温度保持不变时,研究一定质量气体的压强P和体积V的关系
一、实验目的(很单纯)
二、实验原理(很简单)
控制气体质量和温度不变,研究气体压强与体积的关系.?
(控制变量法)
铁架台、注射器、刻度尺、压力表(压强表)等,注射器下端用橡胶塞密封,上端用柱塞封闭一段空气柱
三、实验器材(很豪华)
1.利用注射器选取一段空气柱为研究对象,注射器下端开口处有橡胶套,它和柱塞一起把一段空气柱封闭.在实验过程中,一方面让空气柱内气体的质量不变;另一方面,让空气柱的体积变化不要太快,保证温度不发生明显的变化.?
四、实验步骤(很好记)
(1)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.?
(2)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.
2.物理量测量
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.
读数次数
5
4
3
初始
2
6
压强(×105Pa)
体积(单位体积)

2.00
1.00
2.25
0.85
1.52
1.29?
1.25
1.65
1.00
2.00
2.50
0.80
五、实验数据记录
六、数据分析
温度不变时压强与体积的关系
图像变换
温度不变时压强与体积的关系
1、气体体积的改变要缓慢进行,保证温度不变
2、柱塞事先要涂好润滑油,保证装置的气密性
3、实验过程中,不要用手接触注射器的圆筒,保证温度不变
七、实验注意事项(很重要)
4、在这个实验中,由于气体体积与长度成正比,因此研究气体的体积与压强的关系时,不需要测量空气柱的横截面积.
看一看还是要有的
例1 [2022·天津一中月考] 用图甲所示装置探究气体等温变化的规律.
(1)实验室有容积为5 mL和20 mL的两种注射器供选择,为能用较小的力作用在活塞上使气体体积发生明显变化,选用容积为    的注射器更合适;实验中,为找到体积与压强的关系,     (选填“需要”或“不需要”)测出空气柱的横截面积.?
5 mL 
不需要
(2)关于该实验下列说法正确的有    .?
A.活塞上应该涂油
B.应缓慢推拉柱塞
C.用手握注射器推拉柱塞
D.注射器必须固定在竖直平面内
AB
(3)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后,为直观反映压强与体积之间的关系,若以p为纵坐标,则应以   为横坐标在坐标系中描点作图;小明所在的小组不断压缩气体,由测得数据发现p与V的乘积值越来越小,
则用上述方法作出的图线应为图乙中的   (选填“①”或“②”),造成该现象的原因可能是            .?
1???? 
?

漏气(或气体温度降低)
先学一部分,后面还有哦
3.适用范围:温度不太低,压强不太大。
pV=C 或 p1V1=p2V2
应用于判断题
应用于计算题
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
一、玻意耳定律
2.公式:
拓展:PV=nRT
例1 [2022·东北育才中学月考] 一定质量的理想气体温度不变,体积为V时,压强为p,当体积变成2 V时,压强为 (  )              
A.2p B.????2 C.4p D.????4
?
B
二、等温变化的图像
pV=C →
1、等温线是双曲线的一支
3.图像面积表示气体体积变化所做的功
2、图中温度越高,C 值也就越大,其等温线离原点越远
V
p
0
T1
T2
T2>T1
图像   
p-V图像
p-1/V 图像
图像特点
物理意义
一定质量的气体,在温度不变的情况下,p与V成反比,等温线是双曲线的一支
一定质量的气体,温度不变,p与成正比,等温线是过原点的直线
温度高低
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直线的斜率为p与V的乘积,斜率越大,pV乘积越大,温度越高,图中t1P-V 图像与 P-1/V 图像的比较
例2 如图所示是一定质量的某种气体状态变化的p-V图像,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
D
变式 一定质量的气体的一条等温线如图所示,图线上的两点A、B表示气体所处的两个状态,A、B两个状态的压强之比pA∶pB=    ,体积之比VA∶VB=    ,温度之比TA∶TB=    .?
4∶1 
1∶4 
1∶1
三、玻意耳定律的应用
利用玻意耳定律解题的基本思路:
例3 如图所示,一开口向上的汽缸固定在水平地面上,质量均为m、横截面积均为S且厚度均不计的活塞A、B将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分.在活塞A的上方放置一质量为2m的物块,整个装置处于平衡状态,此时Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l0.已知大气压强与活塞质量的关系为p0=3????????????(g为重力加速度),活塞移动过程中无气体泄漏且温度始终保持不变,不计一切摩擦,汽缸足够高.现将活塞A上面的物块取走,试求重新达到平衡状态后,A活塞上升的高度.
?
[答案] 0.9l0
变式 如图所示,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长l1=25.0 cm的空气柱,中间有一段长为l2=25.0 cm的水银柱,上部空气柱的长度l3=40.0 cm.已知大气压强为p0=75.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓缓往下推,使管下部空气柱长度变为l'1=20.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离.
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