《气体的等温变化》上课课件

时，实际的大气压相当于多高水银柱产生的压强？设温度保持不 变。
解： 研究封密气体
80mm
初状态压强: p1 (768 750)mmHg 18mmHg
初态体积 :V1 80S
740mm
末状态压强: p2 ( p0 '740)mmHg
末状态体积 :V1 80S (750 740)S 90S
( A) A.D→A是一个等温过程 B.A→B是一个等温过程 C.A与B的状态参量相同 D.B→C体积减小，压强 减小，温度不变
例3.如图所示，一端开口、另一端 封闭的玻璃管内用水银柱封闭一定 质量的气体，保持温度不变，把管 子以封闭端为圆心，从开口向上的 竖直位置逆时针缓慢转到水平位置 的过程中，可用来说明气体状态变 化的p-V图像是 ( C )
注意：一个大气压代表的压强可以写成： p=1atm=76cmHg=ρ水银gh=1.013×105Pa
一.气体的等温变化
我们首先研究一种特殊的情况：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。 这个过程叫做等温变化。
二.实验探究 1.实验装置：如右图 2.实验器材：铁架台、注射器、 橡胶套、气压计（压力表）、 刻度尺、游标卡尺
3.实验对象：被密封的一定质 量的空气
4.实验思路：在温度不变的情 况下，测量气体在不同体积时 的压强，再分析气体压强与体 积的关系。
二.实验探究 5.数据测量： 空气柱的体积V：用刻度尺测量空气柱的长度l， 用游标卡尺测量注射器的内径d，算出横截面积S， 体积V＝S·l（有的注射器可以直接读出积V） 空气柱的压强p：从与注射器内空气柱相连的压力 表读取
四.气体等温变化的p－V图像
1.p－V图像：一定质量的气体的p－V图像为一条

小结：
1、玻意耳定律
2、p-V图像（等温线）
解后反思：如果同学们熟悉了利用液体气压计确定气体 压强的方法，知道：封闭在气压计中的气体压强等于大 气压强与两管中水银柱高度差产生的压强之和或差的结 果，在选取研究对象后，直接根据题意所画的几何示意 图确定出初、末状态的压强和体积，直接代用玻意尔定 律可求解。
③
P =P0- ρgh
连通器原理：同种液体在同一高度压强相等
h
④
P =P0- ρgh
h
⑤
P =P0- ρgh
h
⑥
P =P0+ρgh
例：计算图2中各种情况下，被封闭气体的压强。 （标准大气压强p0=76cmHg，图中液体为水银）
76cmHg
51cmHg
63.5cmHg
51cmHg
101cmHg
二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强的计算
由活塞受力平衡得：p2S p0S mg
末态： p2

p0

mg S
1.2 105 Pa,
V2

L2 S
由玻意耳定律 p1V1 p2V2 得
p1L1 p2 L2
L2

p1L1 p2
10cm
举一反三
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。
求用固体（如活塞等）封闭在静止容 器内的气体压强，应对固体（如活 塞等）进行受力分析。然后根据平 衡条件求解。
练习：
⑦ m
S
⑧
S′
m S
气体对面的压力与面垂直: F=PS

(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 ,式中C是常量。或者 别表示气体在不同状态下的压强和体积。
p1V1=p2V2 ,其中p1、V1和p2、V2分
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第1讲 描述运动的基本概念
2 | 实验:探究气体等温变化的规律
1.实验装置与器材 如图所示,有铁架台、注射器、橡胶套、压力表(压强表)等。注射器下端的开口有 橡胶套,它和柱塞一起封闭的这段⑥ 空气柱 为研究对象。
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第1讲 描述运动的基本概念
2.实验思路 (1)针对气体的研究,我们可以先选定一个热力学系统,比如一定⑦ 质量 的空气, 在温度不变的情况下,测量气体在不同体积时的压强,再分析气体压强与体积的关 系。 (2)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⑧ 温度 不发生明显的变化。 3.物理量的测量 (1)测量空气柱的体积V:空气柱的长度l可以通过刻度尺读取,空气柱的长度l与 ⑨ 横截面积S 的乘积就是它的体积V。 (2)测量空气柱的压强p:空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的 ⑩ 压力表 读取。 (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。

2
作P-1/V图像，观察结果
p/105 Pa
3ห้องสมุดไป่ตู้
2
1
0
0.2
0.4 0.6
0.8
1/V
实验结论 在温度不变时，压强p和体积V成反比。
9
三、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
10
3 图象（等温线）
p
p
·A
·A
0
二、实验 探究气体等温变化的规律
实验器材
带压力表 的注射器、 橡胶塞、 铁架台、 铁夹等
5
注意事项
①.我们的研究对象是什么? ②.实验需要测量的物理量? ③.怎样保证实验过程温度不 变?
①.注射器内一定质量的气体。 ②.压强、体积。 ③.变化过程十分缓慢、容器透热、 环境恒温；手不要握住注射器的外 管。
由玻意耳定律
得
p2

p1V1 V2
1.25 105 Pa
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归纳总结：利用玻意耳定律的解题思路
（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；
13
四、气体等温变化的p-V图像
同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断哪 条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理 由作出判断的？
t3t2t12021精选ppt15例例22一定质量的气体由状态一定质量的气体由状态aa变到状态变到状态bb的过程如图的过程如图所示所示aabb位于同一双曲线上则此变化过程中位于同一双曲线上则此变化过程中温度温度aa一直下降一直下降b先上升后下降先上升后下降cc先下降后上升先下降后上升dd一直上升一直上升迁移应用2021精选ppt16