8.1__气体的等温变化

问题导学1.气体的状态参量有哪些？什么是气体等温变化？多变量问题，研究两个量之间的变化关系时，采用什么方法？2.课本探究实验中：（1）研究对象是谁？其质量能否变化？（2）怎么保证气体的温度是一定的？（3）如何测量P和V？（4）用什么方法找到P与V的关系？3.（1）实验结论———玻意耳定律：内容和表达式？成立条件？（2）什么是等温线？上面各个坐标点代表什么？气体的三个状态参量一定质量的气体，它的温度、体积和压强三个量之间变化是相互对应的。我们如何探究两个量之间的变化关系？控制变量法气体的等温变化：一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积的变化关系。热学性质——温度（T）：开尔文（K）T=t＋273K几何性质——体积（V）：立方米（m3）力学性质——压强（p）：帕斯卡（Pa）返回1、实验：探究气体等温变化的规律（1）实验目的：在温度保持不变时，研究一定质量气体的压强和体积的关系。A、研究对象是什么？封闭在玻璃管中的气体。B、应控制气体的质量m保持不变，所以要密封好实验装置。C、为保持气体温度不变，应缓慢移活塞，筒不与手接触。D、气体压强P从仪器上方指针读出；体积V：玻璃管侧面刻度尺读出空气柱长度L乘以横截面积S.（2）实验装置：返回室内温度:（3）数据采集及分析12345压强p（×105Pa)3.02.52.01.51.0体积V1.3S1.6S2.0S2.7S4.0S图像法：直观，容易观察出规律如何处理数据？p/10Pa5V12301234P----V图像p/10Pa51/V12300.20.40.60.8P----1/V图像返回有图象可得压强与体积成反比可得（5）实验结论----玻意耳定律（波马定律）A、内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p和体积V成反比。B、表达式:或CPV2211VPVPC、图像（等温线）Vp·0A①物理意义：反映温度一定时气体压强随体积的变化关系。②点意义：每一组数据---反映某一状态等式两边分别对应某一变化过程的初末状态返回利用玻意耳定律解题的基本思路（1）明确研究对象；（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；（5）前后单位要统一。等温变化中的分态公式:pV=p1V1+p2V2+p3V3+pnVnVp1230T3T2T1合作探究1、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？你是怎么作出判断的？温度越高，其等温线离原点越远。2、一定质量的理想气体，压强为3atm，保持温度不变，当压强减小2atm时，体积变化4L，则该气体原来体积为多少？2、一个足球的体积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，每一次都把体积为125mL，压强与大气压相同的气体打进球内。如果在打气前足球已经是球形并且里面的压强与大气压相同，打了20次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时能满足你的前提吗？3、水银气压计中混入了一个气泡，上升至水银柱的上方，使水银气压计上方不再是真空。当实际大气压相当于768mmHg时，该气压计的读数只有750mmHg，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm，问当气压计的读数为740mmHg时，实际的大气压相当于多高水银柱产生的压强？（温度保持不变）气体压强的计算复习1、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。2、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。例1、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）例2、三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。如图3所示，M为重物质量，F是外力，p0为大气压，S为活塞面积，G为活塞重，则压强各为：例3、用一细绳将横截面积为S的气缸开口向下竖直悬挂,金属圆板活塞A的上表面水平，下表面倾斜，与水平面的夹角为θ，质量为M，活塞下悬挂质量为m的物体,若不计摩擦，大气压强为P0，则被封闭的气体压强为多少?FP0S′NAθPSMg例4、如图所示，质量为m1内壁光滑的横截面积为S的玻璃管内装有质量为m2的水银，管外壁与斜面的动摩擦因素为，斜面倾角θ=30°，当玻璃管与水银共同沿斜面下滑时，求被封闭的气体压强为多少？（设大气压强为p0）例5、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。解：根据题意，由图知P1=P0+2cmHg=78cmHgV1=(8+2)S=10S，p2=p0-2cmHg=74cmHg，V2=[(8+x)-2]·S=(6+x)S．根据玻意耳定律：P1V1=P2V2代入数据解得玻璃管提升高度：x=4.54cm练习册P22抽气打气练习册P21练习册P17例2气压保温瓶作业1、均匀U形玻璃管竖直放置，用水银将一些空气封在A管内，当A、B两管水银面相平时，大气压强支持72cmHg。A管内空气柱长度为10cm，现往B管中注入水银，当两管水银面高度差为18cm时，A管中空气柱长度是多少？注入水银柱长度是多少？解：P1=P0=72cmHgV1=10SV2＝(10-x)SP2=90cmHg由玻意耳定律有P1V1=P2V2代入数据解得x=2cm注入水银长度为18+2x=22cm作业2、密闭圆筒内有一质量为100g的活塞，活塞与圆筒顶端之间有一根劲度系数k=20N/m的轻弹簧；圆筒放在水平地面上，活塞将圆筒分成两部分，A室为真空，B室充有空气，平衡时，l0=0.10m，弹簧刚好没有形变如图所示。现将圆筒倒置，问这时B室的高度是多少？l0圆筒倒立时，受力分析如图所示，有p2S+mg=kx，x=l-l0，则温度不变，根据玻意耳定律：p1V1=p2V2．解：圆筒正立时：l0l00.18m