第八章气体 1气体的等温变化
第八章 气 体 1.气体的等温变化
引入:思考题 1.被封气体V如何变化? 2是不是压强变大体积一定变小? 不一定如果给自行车轮胎充气P增大气体并没有变小 不一定如果T升高P变大也可能大 3怎么样研究P.T三者关系? 控制变量法
一 .引入:思考题 1.被封气体V如何变化? 2.是不是压强变大体积一定变小? 不一定如果T升高,P变大,V也可能大 不一定,如果给自行车轮胎充气,P增大,气体并没有变小. 3.怎么样研究P.T.V三者关系? 控制变量法
、等温变化 1.气体的等温变化:一定质量的气体温度保持不变的状态变化 过程 2研究一定质量的气体等温变化的规律 (1)介绍实验装置 (2)观察实验装置,并回答 ①研究哪部分气体? ②怎样保证M不变? ③A管中气体体积怎样表示?(Ls) ④阀门a打开时,A管中气 体压强多大?阀门闭合时 A管中气体压强多大?(p0)
二、等温变化 1.气体的等温变化:一定质量的气体温度保持不变的状态变化 过程. 2.研究一定质量的气体等温变化的规律 （1）介绍实验装置 (2)观察实验装置，并回答： ①研究哪部分气体？ ②怎样保证M不变? ③A管中气体体积怎样表示？（L·S） ④阀门a打开时，A管中气 体压强多大？阀门a闭合时 A管中气体压强多大？（p0）
⑤欲使A管中气体体积减小,压强增大,B管应怎样操作? 写出A管中气体压强的表达式 (p=po+pgh) ⑥欲使A管中气体体积增大,压强减小,B管应怎样操作? 写出A管中气体压强的表达式 (p=po-pgh) ⑦实验过程中的恒温是什么温度?为保证A管中气体的 温度恒定,在操作B管时应注意什么?(缓慢) (3)实验数据 次数12345 压强 1.681.261.010.840.78 (×105Pa) 体积(L)1.201.602.002.402.60
⑤欲使A管中气体体积减小，压强增大，B管应怎样操作？ 写出A管中气体压强的表达式 （p=p0+ρgh） ⑥欲使A管中气体体积增大，压强减小，B管应怎样操作？ 写出A管中气体压强的表达式 （p=p0 -ρgh） ⑦实验过程中的恒温是什么温度？为保证A管中气体的 温度恒定，在操作B管时应注意什么？ （缓慢） (3)实验数据 次 数 1 2 3 4 5 压强 (×105Pa) 1 . 6 8 1 .2 6 1 . 0 1 0 . 8 4 0 . 7 8 体 积 ( L ) 1 . 2 0 1 .6 0 2 . 0 0 2 . 4 0 2 . 6 0
(4)作图 A cmHg p/cmHg ●(a)坐标轴选择 cm cm (b)描点 A A 0 i/0 仔细观察表格的数据,并将坐标上的各点用光滑的曲线 连接,发现了什么? (a:V↓→p↑,V↑→p↓;b:是一条光滑的曲线.)
(4)作图 ⚫ (a) 坐标轴选择 p 1/V · 0 V p · 0 A A (b) 描点 仔细观察表格的数据，并将坐标上的各点用光滑的曲线 连接，发现了什么？ （a：V↓→p↑，V↑→p↓；b：是一条光滑的曲线．）
等温变化图象的特点 (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 思考与讨论恒量随温度升高而增大(与气体的质量种 类温度有关)。 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? p 23 结论tt2 0
等温变化图象的特点: (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. 思考与讨论 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？ V p 1 2 3 0 结论:t3>t2>t1 恒量随温度升高而增大(与气体的质量种 类温度有关)
(5)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
(5)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
实验结论一玻意耳定律 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=常数或p1V=p2V2 3、条件:一定质量气体且温度不变 4、适用范围:温度不太低,压强不太大
三 、实验结论---玻意耳定律 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=常数 或p1V1=p2V2 3、条件:一定质量气体且温度不变 4、适用范围：温度不太低，压强不太大
例1.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p支 持76cmHg,设温度不变 分析:均匀直玻璃管、U形玻璃管、汽缸活塞中封闭气 体的等温过程是三种基本物理模型,所以在复习中必须 到位.在确定初始条件时,无 论是压强还是体积的计算,都离不 开几何关系的分析,那么,画好始 末状态的图形,对解题便会有很大 作用.本题主要目的就是怎样去画 1) (2) 始末状态的图形以找到几何关系, 图3 来确定状态参量
例1. 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8 cm时，管内水银面比管外 水银面低2 cm．要使管内水银面比管外水银面高2 cm， 应将玻璃管竖直向上提起多少厘米？已知大气压强p0支 持76 cmHg，设温度不变． 分析：均匀直玻璃管、U形玻璃管、汽缸活塞中封闭气 体的等温过程是三种基本物理模型，所以在复习中必须 到位．在确定初始条件时，无 论是压强还是体积的计算，都离不 开几何关系的分析，那么，画好始 末状态的图形，对解题便会有很大 作用．本题主要目的就是怎样去画 始末状态的图形以找到几何关系， 来确定状态参量．
解:根据题意,由图知 p=po+2cmHg=78cmHg, V1=(8+2 S=10S p2=po-2cmHg=74cmHg V2=[8+×}-2]·S=(6+×)S 根据波意耳定律:p1V1=p2V2 代入:78×10=74×(6+x). 解得玻璃管提升高度x≈4.54cm, 1 图3
解：根据题意，由图知 p1=p0+2cmHg＝78cmHg，V1=(8+2)S=10S， p2=p0 -2cmHg=74cmHg， V2=[(8+x)-2]·S=(6+x)S．