物理：8.1《气体的等温变化》.

1、气体的等温变化1、温度2、体积3、压强热力学温度T：开尔文T=t＋273K体积V单位：有L、mL等压强p单位：Pa（帕斯卡）1Pa=1N/m21atm=76cmHg=1.01×105Pa气体的状态参量复习一：研究的课题：气体的等温变化一定质量的气体在温度不变的情况下，发生的状态变化叫做等温变化采用的方法：控制变量法（1）研究的是哪一部分气体?（3）如何测V?（4）如何测量p？（2）保证质量一定，温度不变。定量关系实验数据次数12345压强/×105Pa3.02.52.01.51.0体积/L1.31.62.02.74.0次数12345压强/×105Pa3.02.52.01.51.0体积/L1.31.62.02.74.0Vp/10Pa501234123双曲线等温线V图像气体等温变化的Pp/10Pa51/V123O0.20.40.60.813.01.322.51.632.02.041.52.751.04.0次数压强体积过原点的斜直线图像v1气体等温变化的P。压强p和体积V成反比在温度不变时，,结论：一定质量的气体一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比二：玻意耳定律1、内容：2、表达式：CPV2211VPVPVP1VCP1）．成立条件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是实验定律．只有在气体质量一定、温度不变的条件下才成立．2）．恒量的定义：p1V1＝p2V2＝恒量C该恒量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，该恒量C越大．3）.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)质量一定的同一气体温度越高,其等温线离原点越远.同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那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？Vp1230abc123cbattt,PPP高压强越大，在相同体积下，温度越气体分子数不变，一定质量的同一气体，(2)p－1V图像一定质量的气体，温度不变时，pV＝恒量，p与V成反比，p与1V就成正比。在p－1V图上的等温线应是过原点的直线，直线的斜率K即为p与V的乘积，斜率越大，pV乘积越大，温度就越高，如图T2T1.例题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。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)；确定初末条件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)；利用定律列方程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．a5252211P101.25P216P20101得VPV解析：由玻意耳定律P例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。解设容器原装气体为研究对象。初态p1=20×105PaV1=10L末态p2=1.0×105PaV2=？L由玻意耳定律p1V1=p2V2得即剩下的气体为原来的5％。1．一个气泡由湖面下20m深处上升到湖面下10m深处，它的体积约变为原来的体积的（温度不变，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10m/s2）（）A．3倍B．2倍C．1.5倍D．0.7倍1.510101011011020101101gρhPgρhPVVg)Vρh（Pg)Vρh由玻意耳定律：（Pp0为标准气压,，10m处体积Vm处体积V分析：对于气泡，203535201012220110212．一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（）A、一直下降B、先上升后下降C、先下降后上升D、一直上升知B正确与A、B两点比较，可B上各点的等温线分析：画出通过直线APVBAT1T2T33、如图所示，质量分别为m１和m２的同种气体，分别以恒定的温度t１和t２等温变化，变化过程分别用图中等温线1和2表示，如m1=m2，则t1____t2；如t1=t2，m1______m2，(填“”“=”或“”)图8.1—10.m多，m，则1单位体积分子数P但P时，分子平均动能等t2.取相等的体积，tt则t等温线时，符合玻意耳定律的m分析：1.m2121212121下降D.h上升C.h变短B.h变长A.h）下列正确的是（，当外界压强增大时，，若保持环境温度不变水银面高度差h这时管开口处内、外封闭一定质量的气体，有一段水银柱h银槽中，管中有均匀玻璃管竖直插入水4.如图，两端开口的112221h1h2下降减小，h长度不变，V、hh.hhρghPρgh由2,3得：P，ρghP3.气体的下表面P减小。增大、V增大、PP,ρghP下表面P2.h为研究对象分析：1.以封闭气体1气1221201020气气气010气12120气10气hhρghP2.PρghPPC判断h1的升降思路：1.PV0n0000000000P)VV(D.PVVPnC.PnPB.PVVPA.）压强为（了n次后容器内气筒的过程中温度不变，则打P，打气容器内原来空气的压强的空气打入容器内，若压强P、每次能把体积为V容积为V的容器打气，5.用活塞气筒向一个VVPnPPVPnVPPV由玻意耳定律得：。、压强P末态：n次后，气体V和原空气V、P.，P分析：初态：nV0022002006．一个开口玻璃瓶内有空气，现将瓶口向下按入水中，在水面下5m深处恰能保持静止不动，下列说法中正确的是（）A.将瓶稍向下按，放手后又回到原来位置B.将瓶稍向下按，放手后加速下沉C.将瓶稍向上提，放手后又回到原处D.将瓶稍向上提，放手后加速上升加速上升。Fmg增大，ρgV则F增大（玻意耳定律）则V减小，气筒P2.稍微向上提，瓶内加速下沉Fmg减小，ρgV则F减小（玻意耳定律）则V增大，气筒P1.稍微向下按，瓶内得F，由平衡条件mg分析：以瓶为研究对象浮气浮气气浮气浮气气浮ρghPP，判断V排变化VVC,2.PVgρVF衡mg思路：1.静止受力平0排排浮D.不变C.先升高再降低B.一直下降A.一直升高）则瓶内氧气的温度（示，积变化如图中A到B所其瓶内氧气的压强和体慢漏气，中，由于密封不严而缓7.氧气瓶在储存过程B0APV判断。的各点的等温线的方法不能通过画AB直线上不符合玻意耳定律，一定质量的同一气体，气质量发生变化，不是2.漏气：对于瓶内氧即等温变化衡发生热传导，到达热平分析：1.缓慢：充分缸底的高度？此沙子倒完时活塞到气温度始终保持不变，求外界大气压和慢倒在活塞的上表面。再取相同质量的沙子缓。41活塞下降了表面上。沙子倒完时，子缓慢地倒在活塞的上动。取一小盒沙，可沿气缸无摩擦地滑活塞相对于底部高度h可导热的气缸内，理想气体被活塞封闭在8.如图，一定质量的体分析：研究对象密闭气h53解以上两式得：h..(2)..........s.........2p)h(PhsP2pP，密闭气体的压强P2.第二盒沙子倒完时)........(1h)s.......41p)（h(PhsPpP闭气体的压强P第一盒沙子倒完时，密由玻意耳定律压强为P.沙子对密闭气体产生的，强P塞对密闭气体产生的压解析：1.设大气和活22000200010ma定律F非平衡状态：牛顿第二0方程F平衡状态：平衡条件列3.利用定律列方程2.分析受力封气体。部分：缸体、活塞、密整体1.定对象思路方法步骤：3.气缸密封气体2.容器密封气体1.液体密封气体类型：气体压强的计算合合1.计算的主要依据是液体静止力学知识。①液面下h深处的压强为p=gh。②液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为p=p0+gh③帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传递（注意：适用于密闭静止的液体或气体）④连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的。气体压强的计算方法（一）——参考液片法2.计算的方法步骤①选取假想的一个液体薄片（其自重不计）为研究对象②分析液体两侧受力情况，建立力的平衡方程，消去横截面积，得到液片两面侧的压强平衡方程③解方程，求得气体压强静止1234h已知大气压P0，水银柱长均为h,求密闭气体的压强01PPρghPP02ρghpp03ρghsinθpp04ρghPP05求气体压强由F合＝0列式析，为研究对象进行受力分、汽缸)体接触的液柱(或活塞②力平衡法：选封闭气＋ρgh.＝p即p)S.＋ρgh＋ρgh)S＝(p＋ρgh(p由其两侧受力平衡可知最低处取一液片B，定质量的气体A，在其的U形管中封闭了一例如：如图，粗细均匀0A000A(即时突破，小试牛刀)1.已知大气压强为p0，如图所示，竖直的U形管内A、B两部分被水银柱密封着，则两部分气体的压强分别为：pA＝____________；pB＝__________.)2101BA20Blρg(lPρglPPρglP分析：P图8－1－7练习：求被封闭气体A的压强．其中(1)、(2)、(3)图中的玻璃管内都灌有水银，(4)图中的小玻璃管浸没在水中．大气压强p0＝76cmHg.(p0＝1.01×105Pa，g＝10m/s2，ρ水＝1×103kg/m3)g.cmHg＝66cmH＝76cmHg－10－p＝p(1)ph0A（2）（3）81cmHg.PPP＝pppg，cmHg＝86cmH＝76cmHg＋10＋p＝p(2)ph1BABh1Ah20Ba5a3a5水0AP101.050.8）P-（1.210101P101.01ghρp(3)P气体压强的计算方法（二）——平衡条件法求用固体（如活塞等）封闭在静止容器内的气体压强对固体（如活塞等）进行受力分析。然后根据平衡条件求解。123mSMMmSMmS已知大气压P0，不计一切摩擦SMgPPSpmgSP对于活塞：Tm)g(M1)整体法：T0气0气SmgpPmg,SpcosθS3)PsmgP2)P0气0气0气cos变式训练如图所示，钢筒质量为40kg，活塞质量为20kg，横截面积为100cm2，钢筒放在水平地面上时，气柱长度为10cm，大气压强为1×105Pa，温度为7℃，求：当竖直向上提活塞杆，将钢筒缓慢地提起来时，气柱多长？解析：设刚提起钢筒时气柱长为L1，压强为p1，钢筒放在地面上时气体压强为p，长度为L.1.选活塞为研究对象，钢筒放在地面上尚未上提活塞时，根据平衡条件有pS＝p0S＋mg，p＝p0＋mgS＝1.2×105Pa.2.提起后以钢筒为研究对象，根据平衡条件有p0S＝p1S＋Mg，p1＝p0－MgS＝6×104Pa.选铜筒内封闭气体为研究对象，对于密闭气体，根据玻意耳定律有pLS＝p1L1S，20cmcm10610101.2PPLL4511例3.将一端封闭的均匀直玻璃管开口向下，竖直插入水银中，当管顶距槽中水银面8cm时，管内水银面比管外水银面低2cm．要使管内水银面比管外水银面高2cm，应将玻璃管竖直向上提起多少厘米？已知大气压强p0支持76cmHg，设温度不变．分析：均匀直玻璃管、U形玻璃管、汽缸活塞中封闭气体的等温过程是三种基本物理模型，所以在做题时必须掌握解题方法．在确定初始条件时，无论是压强还是体积的计算，都离不开几何关系的分析，那么，画好始末状态的图形，对解题便会有很大用．本题主要目的就是怎样去画始末状态的图形以找到几何关系，来确定状态参量．解：根据题意，由图知1.初态：P1=P0+2cmHg=78cmHgV1=(8+2)S=10S，2.设向上提起x