8.1气体的等温变化

高二物理组气体（选修）第八章气体高二物理组气体（选修）打足气的自行车在烈日下曝晒，常会爆胎。为什么？用高压锅煮饭，饭刚熟后，锅盖打不开，过一段时间后就能打开，为什么？生活中的许多现象表明，气体的压强、体积、温度三个状态参量之间存在一定的关系。生活中的物理高二物理组气体（选修）一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积变化的关系，叫做气体的等温变化。一、等温变化温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？想一想：高二物理组气体（选修）用注射器密闭一定质量的空气，缓慢地推动和拔出活塞，观察活塞中空气体积和压强的变化？做一做：压强增大体积减小时，体积增大时，压强减小猜想温度不变时，压强与体积成反比高二物理组气体（选修）实验：探究气体等温变化的规律设计实验数据处理测量哪些物理量（猜想）体积、压强图像法乘积一定注意事项——温度不变研究对象——封闭气体高二物理组气体（选修）主要步骤：1、密封一定质量的气体。2、改变气体的体积，记录气体长度和该状态下压强的大小。3、数据处理。注意事项：1、尽量避免漏气。2、不要用手握住玻璃管。3、移动活塞要缓慢。高二物理组气体（选修）实验数据的处理次数12345压强（atm)3.02.52.01.51.0体积（L）1.31.62.02.74.00.770.630.500.370.25体积的倒数（1/V)p/10Pa51/V12300.20.40.60.8高二物理组气体（选修）探究结论：在误差范围内，温度不变时，气体的压强p和体积V成反比。误差分析：1、读数误差。2、漏气。高二物理组气体（选修）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：3、图像：CPV2211VPVPP1/VPVVP1VCP高二物理组气体（选修）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：3、图像：CPV2211VPVP气体质量一定且温度不变温度不太低，压强不太大4、条件：5、适用范围：高二物理组气体（选修）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。2211VpVp解：以气体为研究对象PaVVpp521121025.1,10151PapLV201初态：?2pLV162末态：由玻意耳定律：得：高二物理组气体（选修）（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列方程求解。利用玻意耳定律的解题思路高二物理组气体（选修）2、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：汽缸开口向上时，气体的长度。高二物理组气体（选修）2211LpLp解：以缸内封闭气体为研究对象，,101501PappSLV11初态：cmpLpL102112,102.1502PaSmgppSLV22末态：2211VpVp由玻意耳定律得mgSpSp02由活塞受力平衡得：高二物理组气体（选修）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。一题多变高二物理组气体（选修）三、等温变化图象（P-V图像）过原点的直线双曲线的一支特点:(1)等温线是双曲线的一支。高二物理组气体（选修）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？Vp1230结论：T3T2T1三、等温变化图象（P-V图像）高二物理组气体（选修）三、等温变化图象（P-V图像）特点:(1)等温线是双曲线的一支。Vp1230(2)温度越高，其等温线离原点越远。T3T2T1(3)等温线上的某点表示气体的一个确定状态，同一条等温线上的各点温度相同。AB高二物理组气体（选修）例3：一定质量的气体由状态A沿直线变到状态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B高二物理组气体（选修）做一做用传感器和计算机探究气体等温变化的规律高二物理组气体（选修）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=p2V23、图象：玻意耳定律：高二物理组气体（选修）1、如图所示，长为1m，开口竖直向上的玻璃管内，封闭着长为15cm的水银柱，封闭气体的长度为20cm，已知大气压强为75cmHg，求：（1）玻璃管水平放置时，管内气体的长度。（2）玻璃管开口竖直向下时，管内气体的长度。（假设水银没有流出）15cm20cm高二物理组气体（选修）解：(1)以管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态:设管横截面积为S，则P1=75＋15＝90cmHgV1=20S水平放置为末态，P2=75cmHg由玻意耳定律P1V1=P2V2得：V2=P1V1／P2=（90×20S）／75=24S所以，管内气体长24cm(2)以管口竖直向上为初态，管口竖直向下为末态P2=75－15＝60cmHg由玻意耳定律得：V2=P1V1／P2＝30S所以，管内气体长30cm因为30cm＋15cm＜100cm，所以水银不会流出高二物理组气体（选修）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。就容器而言，里面气体的跑了，似乎是变质量问题，但是若我们视容器内气体“出而不走”，那么质量就不变了。高二物理组气体（选修）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=？由玻意耳定律p1V1=p2V2得即剩下的气体为原来的5％。