物理新人教版选修3-3第八章第一节《气体的等温变化》课件(G2018)

在研究机械运动时，物体的位置、速度确定了，物体的运动状态就确定了。当研究气体时，应该用什么物理量来描述气体的状态呢？引入新课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）一、气体的状态和状态参量描述气体的这三个参量确定了，我们就说气体处于一个确定的状态，如果这三个参量发生变化，或其中两个发生变化，我们就说它的状态发生了变化。热学性质几何性质力学性质描述气体状态的三个参量描述气体状态的三个参量是相互关联的，要确定它们间的关系，我们可以利用控制变量法。自行车轮胎被钉子扎了，过了一段时间后，轮胎扁了.情景1:情景2:夏天自行车轮胎打得过足，在日光照射下，容易爆胎，爆胎前。判断下面两个情景中轮胎中气体的状态参量发生了什么变化？等温变化：一定质量的气体在温度不变时，压强和体积的变化关系(m不变、T不变)等容变化：一定质量的气体在体积不变时，压强和温度的变化关系(m不变、V不变)等压变化：一定质量的气体在压强不变时，体积和温度的变化关系(m不变、P不变)动手体验定性关系（等温变化过程中压强与体积的关系）二实验探究气体等温变化的规律结论：V减小，P增大猜想：P、V反比定量研究：设计一个实验研究一定质量的气体在等温变化过程中压强与体积的定量关系在一个恒温池中，一串串气泡由池底慢慢升到水面，有趣的是气泡在上升过程中，体积逐渐变大，到水面时就会破裂。气泡在上升过程中体积为何会变大？1.实验装置：2、研究对象：5、如何控制气体的质量m、温度T保持不变？如图中，体积V1=，压强P1=？改变气体的体积，记录气体长度和该状态下压强的大小，获得多组数据：封闭在管内的空气柱3.数据收集：V2=，P2=。。。。4.数据处理：先猜想P与V是否成反比，再作图象法验证：作出：图象，看是否为直线vp1（二）实验探究1、如何控制气体的质量m保持不变？3、如何改变压强P、体积V？4、如何测量压强P、体积V？注意事项2、如何保证封闭气体的温度T不变?(1)不能用手握住玻璃管；(2)移动活塞要缓慢注射器密封，涂抹润滑油,尽量避免漏气实验数据的处理实验次数12345压强（×105Pa)3.02.52.01.51.0体积(L)1.31.62.02.74.0p/10Pa51/V12300.20.40.60.8实验探究结论：一定质量的某种气体，在温度不变时，压强p和体积V成反比。Mm横截面积S(M+m)gPsP0s其它实验装置：h玻意耳实验的示意图（1）研究的是哪一部分气体?（3）如何测V?（4）如何测量p？如何改变p?根据高度差数据测量空气柱的长度（2）如何保证封闭气体的温度不变?不能用手触摸玻璃管三、玻意耳定律1。内容：一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成反比。精确实验表明：PV=C常量或：P1V1=P2V2注：这个结论是英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各处通过实验发现的，。定律条件：1、一定质量，2、温度不变2、表达式：如果用纵轴表示气体的压强p，用横轴表示气体的体积V，画出P-V图象注：1、一定质量的气体，在温度不变的情况下，P-V图线的形状是双曲线。3、不同的P-V图线代表的温度也不相同。四、气体等温变化的P-V图象2、每一条P-V图线代表了一个相同的温度，因此称它为等温线。4、PV乘积越大的等温线代表的温度越高。p/10Pa5V12301234二.等温变化图象1、特点:(1)等温线是双曲线的一支。(2)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？Vp1230结论:t3t2t12、图象意义(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系(2)点意义:每一组数据---反映某一状态(3)结论:体积缩小到原来的几分之一,压强增大到原来的几倍.体积增大到原来的几倍,它的压强就减小为原来的几分之一.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)；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)；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．例4.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。气体做等温变化初态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％。就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了。例题：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。答案：1.25×105Pa