8.1气体的等温变化

第一节气体的等温变化第八章气体生活中的物理2、控制变量法温度（T）、1、描述气体的三个状态参量知识准备体积（V）、压强（P）一定质量的气体，在温度不变时发生的状态变化过程，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：用注射器密闭一定质量的空气，缓慢地推动和拔出活塞，注射器中空气体积和压强的变化？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）气体定律演示仪主要步骤：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（在柱塞上涂润滑油）。2、不要用手握住玻璃管。3、移动活塞要缓慢。误差分析：1、读数误差。2、漏气。次数12345压强（×105Pa)3.02.52.01.51.0体积(L)1.31.62.02.74.0实验数据：1、文字表述：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、公式表述：pV=C（常数）或p1V1=p2V24、适用范围：温度不太低，压强不太大一、玻意耳定律3、条件:气体质量一定且温度不变(玻意耳—马略特定律)练习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，由得:PaVVpp521121025.1（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；利用玻意耳定律的解题思路如图所示，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。大展身手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：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。举一反三2211LpLp解：以缸内封闭气体为研究对象，,101501PappSLV11初态：cmpLpL152112,108.0502PaSmgppSLV22末态：2211VpVp由玻意耳定律得SpmgSp02由活塞受力平衡得：二、P-V图像（等温线）过原点的直线双曲线的一支物理意义：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，即p与V乘积相同。p1/V0Vp·0A·BpV0t1t2思考：同一气体，不同温度下的等温线是不同的，请判断出下图中哪条等温线的温度高？理由是什么？12tt不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。练习3：一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B练习4：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。练习1练习5：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=？由玻意耳定律p1V1=p2V2得即剩下的气体为原来的5％练习2一个足球的容积是2.5L,用打气筒给这个足球打气,每打一次都把体积为125mL、压强与大气压强相同的空气打进去,如果足球在打气前就已是球形，内部空气压强与大气压相同,那么打了20次以后,足球内部空气的压强是大气压的多少倍?（设足球内部的温度保持不变）解析：将共打20次的空气与原来足球内的空气作为整体，则整体的质量就不变了，因此对整体应用玻意耳定律就可行了。初态：（足球内）P0×V球，（20次打气筒内）P0×（20×V筒）末态：（全部装入足球内）P×V球由玻意耳定律得P0×V球＋P0×（20×V筒）＝P×V球所以P/P0＝2