高中物理人教版选修3-3-第八章第一节气体的等温变化课件.ppt

1、8.18.1气体的等温变化气体的等温变化第八章第八章气体气体一一 问题的引入问题的引入一一 问题的引入问题的引入一一 问题的引入问题的引入压强变大压强变大一一 问题的引入问题的引入有什么简便的方法将瘪了的有什么简便的方法将瘪了的乒乓球恢复原状？这样做的原因？乒乓球恢复原状？这样做的原因？一一 问题的引入问题的引入有什么简便的方法将瘪了的有什么简便的方法将瘪了的乒乓球恢复原状？这样做的原因？乒乓球恢复原状？这样做的原因？一一 问题的引入问题的引入有什么简便的方法将瘪了的有什么简便的方法将瘪了的乒乓球恢复原状？这样做的原因？乒乓球恢复原状？这样做的原因？温度升高体积变大温度升高体积变大一一 问题的

2、引入问题的引入以上实例说明描述气体的那几个状态以上实例说明描述气体的那几个状态参量存在一定的关系？参量存在一定的关系？一一 问题的引入问题的引入以上实例说明描述气体的那几个状态以上实例说明描述气体的那几个状态参量存在一定的关系？参量存在一定的关系？压强（压强（p，力学性质）、，力学性质）、体积（体积（V，几何性质）、，几何性质）、温度（温度（T，热学性质热学性质）一一 问题的引入问题的引入以上实例说明描述气体的那几个状态以上实例说明描述气体的那几个状态参量存在一定的关系？参量存在一定的关系？描述气体的三个状态参量描述气体的三个状态参量压强（压强（p，力学性质）、，力学性质）、体积（体积（V，几

3、何性质）、，几何性质）、温度（温度（T，热学性质热学性质）一一 问题的引入问题的引入以上实例说明描述气体的那几个状态以上实例说明描述气体的那几个状态参量存在一定的关系？参量存在一定的关系？描述气体的三个状态参量描述气体的三个状态参量压强（压强（p，力学性质）、，力学性质）、体积（体积（V，几何性质）、，几何性质）、温度（温度（T，热学性质热学性质）控制变量法控制变量法 一定质量一定质量的气体，在的气体，在温度不变温度不变时发生的状态时发生的状态变化过程，叫做气体的等温变化。变化过程，叫做气体的等温变化。二、等温变化（二、等温变化（m不变不变；T不变不变）温度不变时，气体的压强和体积之间有什温度

4、不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？么关系？一定质量一定质量的气体，在的气体，在温度不变温度不变时发生的状态时发生的状态变化过程，叫做气体的等温变化。变化过程，叫做气体的等温变化。二、等温变化（二、等温变化（m不变不变；T不变不变）温度不变时，气体的压强和体积之间有什温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？么关系？猜想：猜想：一定质量一定质量的气体，在的气体，在温度不变温度不变时发生的状态时发生的状态变化过程，叫做气体的等温变化。变化过程，叫做气体的等温变化。二、等温变化（二、等温变化（m不变不变；T不变不变）温度不变时，气体的压强和体积之间有什温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关

5、系？么关系？猜想：猜想：三、实验探究三、实验探究三、实验探究三、实验探究三、实验探究三、实验探究三、实验探究三、实验探究三、实验探究三、实验探究三、实验探究三、实验探究次数次数12345压强（压强（105Pa)3.0 2.5 2.0 1.5 1.0体积体积(L)1.3 1.6 2.0 2.7 4.0次数次数12345压强（压强（105Pa)3.02.52.01.51.0体积体积(L)1.31.62.02.74.0次数次数12345压强（压强（105Pa)3.02.52.01.51.0体积体积(L)1.31.62.02.74.01/体积体积0.770.630.500.370.25次数次数1234

6、5压强（压强（105Pa)3.02.52.01.51.0体积体积(L)1.31.62.02.74.01/体积体积0.770.630.500.370.25 在温度不变时，压强p和体积V的倒数成正比。次数次数12345压强（压强（105Pa)3.02.52.01.51.0体积体积(L)1.31.62.02.74.0次数次数12345压强（压强（105Pa)3.02.52.01.51.0体积体积(L)1.31.62.02.74.0CPV 2211VPVPCPV 2211VPVP00CPV 2211VPVP00CPV 2211VPVP使用条件使用条件 质量一定，温度不变质量一定，温度不变00p-V图像

7、（等温线）图像（等温线）过原点的直线过原点的直线 双曲线的一支双曲线的一支 物理意义：等温线上的某点表示气体的物理意义：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一个确定状态，同一条等温线上的各点温度相同，即相同，即p p与与V V乘积相同。乘积相同。p1/V0Vp0AB同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断哪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？思考与讨论思考与讨论Vp1230同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断哪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？思考与讨论思考与讨论Vp1230同一气体，不同温度下等温线是不同

8、的，你能判断哪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？思考与讨论思考与讨论结论结论:t3t2t1Vp1230同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断哪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？思考与讨论思考与讨论Vp1230结论结论:t3t2t1不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。小试牛刀小试牛刀例例1.为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿航天为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿航天服航天服有一套生命系统，为航天员提供合适的温度、服航天服有一套生命系统，为航天员提供合适的温度、氧气和气压，让航天员

9、在太空中如同在地面上一样假氧气和气压，让航天员在太空中如同在地面上一样假如在地面上航天服内气压为如在地面上航天服内气压为1.0105 Pa，气体体积为，气体体积为2 L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为部气体体积变为4 L，使航天服达到最大体积若航天，使航天服达到最大体积若航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统（1）求此时航天服内的气体压强；求此时航天服内的气体压强；（2）若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压恢复到服内的

10、气压恢复到9.0104 Pa，则需补充，则需补充1.0105 Pa的的等温气体多少升？等温气体多少升？解：解：（1）以航天服内气体为研究对象）以航天服内气体为研究对象由由 得得PaP51100.1LV21?2PLV422211VPVPPaPaVVPP45211210542100.1解：解：（1）以航天服内气体为研究对象）以航天服内气体为研究对象由由 得得:PaP51100.1LV21?2PLV422211VPVPPaPaVVPP45211210542100.1 （2）以充完气后航天服内的气体为研究对象以充完气后航天服内的气体为研究对象由由 得得:解得：解得：LVV21PaP51100.1PaP

11、42100.9LV422211VPVPLLV4100.92100.145LV6.1（1 1）明确研究对象（气体）；）明确研究对象（气体）；（2 2）分析过程特点，判断为等温过程；）分析过程特点，判断为等温过程；（3 3）列出初、末状态的）列出初、末状态的p p、V V值；值；（4 4）根据）根据p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2列式求解；列式求解；利用玻意耳定律的解题思路利用玻意耳定律的解题思路例例2：一：一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气

12、柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强漏；大气压强p075.0 cmHg。环境温度不变。环境温度不变。例例2：解析：设解析：设玻璃管的横截面积为玻璃管的横截面积为S，（1）以）以右管右管中空气柱中空气柱为研究对象为研究对象p1p0(20.05.00)cmHg=

13、90cmHg V120.0S p1?V1(20-7.5)S=12.5S由玻意耳定律由玻意耳定律p1V1p1V1得得p1144 cmHg 依题意依题意p2p1 144 cmHg 例例2：解析：设解析：设玻璃管的横截面积为玻璃管的横截面积为S，（2）以）以左左管管中空气柱中空气柱为研究对象为研究对象p2p0=75cmHg V24.0S p2 144 cmHg V2 l2S由玻意耳定律由玻意耳定律p2V2p2V2得得l2 2.08 cm 例例2：解析：设解析：设玻璃管的横截面积为玻璃管的横截面积为S，以左以左管中空气柱管中空气柱为研究对象为研究对象p2p0=75cmHg V24.0S p2 144

14、cmHg V2 l2S由玻意耳定律由玻意耳定律p2V2p2V2得得l2 2.08 cm 例例2：解析：设解析：设玻璃管的横截面积为玻璃管的横截面积为S，以左以左管中空气柱管中空气柱为研究对象为研究对象p2p0=75cmHg V24.0S p2 144 cmHg V2 l2S由玻意耳定律由玻意耳定律p2V2p2V2得得l2 2.08 cm 5 cm+7.5 cm+l2+h4.00 cm20.0 cm 解解得得：h 9.42 cm 一、玻意耳定律一、玻意耳定律 1 1、内容、内容:一定质量某种气体，在温度不变的一定质量某种气体，在温度不变的 情况下，压强情况下，压强p p与体积与体积V V成反比。

15、成反比。2 2、公式：、公式：pVpV=C C(常数常数)或或p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 23.3.条件条件:一定质量气体且温度不变一定质量气体且温度不变4 4、适用范围：、适用范围：温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大复习回顾二二.等温变化图象等温变化图象1 1、特点、特点:(1)(1)等温线是双曲线的一支。等温线是双曲线的一支。(2)(2)温度越高温度越高,其等温线离原点越远其等温线离原点越远.2 2、图象意义、图象意义:(1)(1)物理意义物理意义:反映压强随体积的变化关系反映压强随体积的变化关系(2 2)图像上每点的意义图像上每点的意义:每一组数据每一组数据-反映某一状态反映某一状态附：随堂练习题答案附：随堂练习题答案1.2.3.7m3Pa51005.1LPP04.解：以气缸内密封气体为研究对象解：以气缸内密封气体为研究对象 初态：初态：气缸倒过来后：气缸倒过来后：由由 得：得：PaSmgPP501102.1SShV1011PaSmgPP502108.0ShV222211VPVPcmh152附：课后题答案附：课后题答案作业：作业：1.完成课后练习题完成课后练习题2.完成本节对应巩固完成本节对应巩固练习练习3.完成第二节导学案完成第二节导学案附：课后题答案附：课后题答案