高二物理玻耳定律课件.ppt

1、21气体的状态气体的状态22玻意耳定律玻意耳定律课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.理解气体的状态和状态参量的意义理解气体的状态和状态参量的意义会进行热力学温度跟摄氏温度之间的换算会进行热力学温度跟摄氏温度之间的换算2会计算气体的压强，知道压强的不同单位，必会计算气体的压强，知道压强的不同单位，必要时会进行换算要时会进行换算3掌握玻意耳定律，并能应用它解决气体的等温掌握玻意耳定律，并能应用它解决气体的等温变化问题变化问题4知道气体等温变化的知道气体等温变化的pV图像，即等温线图像，即等温线重点难点：重点难点：1.气体压强的计算及气体状态的描述气体压强的计算及气体状态的描述2玻意耳定律，玻意

2、耳定律，pV图像图像核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练2.2玻玻意意耳耳定定律律课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案一、描述气体状态的状态参量一、描述气体状态的状态参量1在物理学中，可以用温度在物理学中，可以用温度T、体积、体积V、_来描述一定质量气体的宏观状态，这三个物理量叫来描述一定质量气体的宏观状态，这三个物理量叫做气体的状态参量做气体的状态参量2在国际单位制中，用热力学温标表示的温度，在国际单位制中，用热力学温标表示的温度，叫做叫做_温度用符号温度用符号T表示，它的单位是表示，它的单位是_，简称，简称_，符号是，符号是_.它与摄氏温度的

3、它与摄氏温度的关系是关系是T _.压强压强p热力学热力学开尔文开尔文开开Kt273.153体积：气体的体积是指气体分子能达到的空体积：气体的体积是指气体分子能达到的空间在国际单位制中，其单位是间在国际单位制中，其单位是_，符号，符号m3.体积的单位还有升体积的单位还有升(L)、毫升、毫升(mL).1 L103m3,1 mL106m3.4压强：气体作用在器壁单位面积上的压力叫压强：气体作用在器壁单位面积上的压力叫_在国际单位制中，压强的单位是帕，在国际单位制中，压强的单位是帕，符号符号Pa.1 Pa1 N/m2，常用的单位还有标准大气，常用的单位还有标准大气压压(atm)，1 atm1.0110

4、5 Pa76 cmHg.立方米立方米压强压强二、怎样研究气体的状态变化二、怎样研究气体的状态变化一定质量的理想气体，如果其状态参量中有两个或一定质量的理想气体，如果其状态参量中有两个或者三个发生了变化，我们就说气体的状态发生了变者三个发生了变化，我们就说气体的状态发生了变化，只有一个参量发生变化而其他参量不变的情形化，只有一个参量发生变化而其他参量不变的情形是不会发生的是不会发生的1在物理学上，忽略分子本身体积和分子间在物理学上，忽略分子本身体积和分子间_的气体叫做理想气体的气体叫做理想气体实验指出，当温度实验指出，当温度_，压强，压强_时，所有时，所有的气体都可以看做理想气体的气体都可以看做

5、理想气体相互相互作用作用不太低不太低不太大不太大2 在 研 究 气 体 的 状 态 变 化 时 在 研 究 气 体 的 状 态 变 化 时 ，我 们 采 用 了，我 们 采 用 了_法，即先保持一个参量不变，研究其他两法，即先保持一个参量不变，研究其他两个参量之间的关系，进而确定三个参量的变化规律个参量之间的关系，进而确定三个参量的变化规律3使一定质量的气体在温度保持不变的情况下发生使一定质量的气体在温度保持不变的情况下发生的状态变化过程，叫做的状态变化过程，叫做_过程，相应地，还有等过程，相应地，还有等容过程和等压过程容过程和等压过程控制变量控制变量等温等温三、探究气体等温变化规律三、探究气

6、体等温变化规律1实验装置如图实验装置如图211所示以厚壁玻璃管内所示以厚壁玻璃管内一定质量的空气作为研究对象通过脚踏泵对管一定质量的空气作为研究对象通过脚踏泵对管内的空气施加不同的压强，使管内空气的内的空气施加不同的压强，使管内空气的_发生相应的变化然后在发生相应的变化然后在_和和_上读上读出气体的压强和相应的体积出气体的压强和相应的体积体积体积压强计压强计刻度尺刻度尺图图211一定质量一定质量p1V1p2V2反比反比四、玻意耳定律的微观解释四、玻意耳定律的微观解释一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能是能是_的，压强的大小完全由的，压强的大

7、小完全由_决定决定当体积减小为原来的一半时，分子密度增大为原来当体积减小为原来的一半时，分子密度增大为原来的的2倍，因此压强也倍，因此压强也_为原来的为原来的2倍，即气体的倍，即气体的压强与体积的乘积压强与体积的乘积_，或者说气体的压强与体，或者说气体的压强与体积成反比积成反比一定一定分子密度分子密度增大增大不变不变思考感悟思考感悟在研究气体的等温变化规律时，压强增大，体积减在研究气体的等温变化规律时，压强增大，体积减小，气体的内能如何变化？小，气体的内能如何变化？提示：提示：内能不变理想气体不考虑分子势能，故内内能不变理想气体不考虑分子势能，故内能由气体温度体现能由气体温度体现核心要点突破核

8、心要点突破一、气体压强的计算一、气体压强的计算1静止或匀速运动系统中压强的计算方法静止或匀速运动系统中压强的计算方法图图212(1)参考液片法：选取假想的液体薄片参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力自身重力不计不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等进平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等进而求得气体压强而求得气体压强例如，图例如，图212中粗细均匀的中粗细均匀的U形管中封闭了一形管中封闭了一定质量的气体定质量的气体A，在其最低处取一液片，在其最低处取一液片B，由其两，由其两侧受力平衡可知侧受力平衡可知(pAp

9、h0)S(p0phph0)S.即即pAp0ph.(2)力平衡法：选与封闭气体接触的液柱力平衡法：选与封闭气体接触的液柱(或活塞、或活塞、汽缸汽缸)为研究对象进行受力分析，由为研究对象进行受力分析，由F合合0列式求列式求气体压强气体压强(3)连通器原理：在连通器中，同一种液体连通器原理：在连通器中，同一种液体(中间液中间液体不间断体不间断)的同一水平液面上的压强相等，如图的同一水平液面上的压强相等，如图212中同一液面中同一液面C、D处压强相等处压强相等pAp0ph.2容器加速运动时封闭气体压强的计算容器加速运动时封闭气体压强的计算当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱、当容器加速运动时，通

10、常选与气体相关联的液柱、汽缸或活塞为研究对象进行受力分析，然后由牛顿汽缸或活塞为研究对象进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭的压强第二定律列方程，求出封闭的压强如图如图213所示所示,当竖直放置的玻璃管向上加速时，当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱有：对液柱有：图图213即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1.如图如图214所示，一个横截面积为所示，一个横截面积为S的圆筒形容的圆筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为是倾斜的，下表面与水平面的夹角为，圆板的质，圆板的质量为量

11、为M，不计圆板与容器内壁的摩擦若大气压强，不计圆板与容器内壁的摩擦若大气压强为为p0,则被圆板封闭在容器中的气体压强等于则被圆板封闭在容器中的气体压强等于()图图214二、玻意耳定律的理解及应用二、玻意耳定律的理解及应用1成立条件：玻意耳定律成立条件：玻意耳定律p1V1p2V2是实验定律，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：恒量的定义：p1V1p2V2C(恒量恒量)该恒量该恒量C与气体的种类、质量、温度有关，对一定与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该恒量质量的气体，温度越高，该恒量C越大越大3两种

12、等温变化图像的比较两种等温变化图像的比较4.应用玻意耳定律解题的一般步骤应用玻意耳定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件件(2)确定始、末状态及状态参量确定始、末状态及状态参量(p1、V1、p2、V2)(3)根据玻意耳定律列方程求解根据玻意耳定律列方程求解(注意统一单位注意统一单位)即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2一定质量的气体在温度保持不变时，气体的压强一定质量的气体在温度保持不变时，气体的压强增大到原来的增大到原来的4倍，则气体的体积变为原来的倍，则气体的体积变为原来的()在竖直放置的在竖直放

13、置的U形管内由密度为形管内由密度为的两部分液的两部分液体封闭着两段空气柱大气压强为体封闭着两段空气柱大气压强为p0，各部分尺寸，各部分尺寸如图如图215所示求所示求A、B气体的压强气体的压强图图215课堂互动讲练课堂互动讲练气体压强的求解气体压强的求解【精讲精析精讲精析】法一：平衡法法一：平衡法选与气体接触的液柱为研究对象选与气体接触的液柱为研究对象.进行受力分析，进行受力分析，利用平衡条件求解利用平衡条件求解求求pA：取液柱：取液柱h1为研究对象，设管横截面积为为研究对象，设管横截面积为S，大气压力和液柱重力方向向下，大气压力和液柱重力方向向下，A气体产生的压力气体产生的压力方向向上，液柱方

14、向向上，液柱h1静止，则静止，则p0Sgh1SpAS，pAp0gh1.求求pB：取液柱：取液柱h2为研究对象，由于为研究对象，由于h2的下端以下的下端以下液体的对称性，下端液体产生的压强可以不予考液体的对称性，下端液体产生的压强可以不予考虑，虑，A气体压强由液体传递后对气体压强由液体传递后对h2的压力方向向的压力方向向上，上，B气体压力、液体气体压力、液体h2重力方向向下，液柱受重力方向向下，液柱受力平衡，则力平衡，则pBSgh2SpAS，得，得pBp0gh1gh2.法二：取等压面法法二：取等压面法根据同种液体在同一液面处压强相等，在连通器内根据同种液体在同一液面处压强相等，在连通器内灵活选取

15、等压面灵活选取等压面.由两侧压强相等列方程求解压强由两侧压强相等列方程求解压强求求pB时从时从A气体下端选取等压面，则有气体下端选取等压面，则有pBgh2pAp0gh1，所以，所以pAp0gh1，pBp0g(h1h2)【答案答案】p0gh1p0g(h1h2)【方法总结方法总结】对于封闭气体压强的计算要分清对于封闭气体压强的计算要分清是平衡状态还是加速状态，合理选取平衡方程还是平衡状态还是加速状态，合理选取平衡方程还是牛顿第二定律方程求解是牛顿第二定律方程求解 如图如图216所示为一定质量的气体在不同所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法正确的是温度下的两条等温线，则下列说法正

16、确的是()图图216等温线的理解及应用等温线的理解及应用A从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比温变化时，其压强与体积成反比B一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的同的C由图可知由图可知T1T2D由图可知由图可知T1T2【精讲精析精讲精析】由等温线的物理意义可知，由等温线的物理意义可知，A、B正正确；对于一定质量的气体，温度越高，等温线的位确；对于一定质量的气体，温度越高，等温线的位置就越高，置就越高，C错、错、D对对【答案答案】ABD玻意耳定律的应用玻意耳定律的应用 (2011

17、年济南高二检测年济南高二检测)农村常用来喷射农药农村常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图的压缩喷雾器的结构如图217所示，所示，A的容积的容积为为7.5 L，装入药液后，药液上方体积为，装入药液后，药液上方体积为1.5 L，关，关闭阀门闭阀门K，用打气筒，用打气筒B每次打进每次打进105 Pa的空气的空气250 cm3.求：求：图图217(1)要使药液上方气体的压强为要使药液上方气体的压强为4105 Pa，打气筒活，打气筒活塞应打几次？塞应打几次？(2)当当A中有中有4105 Pa 的空气后，打开阀门的空气后，打开阀门K可喷射可喷射药液，直到不能喷射时，喷雾器剩余多少体积的药药液，直到不能喷射

18、时，喷雾器剩余多少体积的药液？液？【思路点拨思路点拨】以被打入的所有气体和喷雾器内的以被打入的所有气体和喷雾器内的原有气体整体为研究对象原有气体整体为研究对象,打入的过程是等温压缩，打入的过程是等温压缩，喷雾过程是等温膨胀，根据两过程中气体的初、末喷雾过程是等温膨胀，根据两过程中气体的初、末状态列方程求解状态列方程求解【答案】【答案】(1)18(2)1.5 L 变式训练变式训练粗细均匀的玻璃管，封闭一端，长为粗细均匀的玻璃管，封闭一端，长为12 cm.一个人手持玻璃管开口向下潜入水中，当潜到一个人手持玻璃管开口向下潜入水中，当潜到水下某深度时看到水进入玻璃管口水下某深度时看到水进入玻璃管口2 cm，求人潜入，求人潜入水中的深度水中的深度(取水面上大气压强为取水面上大气压强为p01.0105 Pa，g取取10 m/s2)答案：答案：2 m知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此进入课件目录点此进入课件目录按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放谢谢使用谢谢使用