物理3-3人教版8.1《氣體的等溫變化》課件5

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第八章 氣體 1 氣體的等溫變化 氣體的等溫變化 1 氣體的三大狀態(tài)參量 2 氣體的等溫變化 一定質(zhì)量的氣體 在 保持不 變情況下發(fā)生的狀態(tài)變化 3 玻意耳定律 1 內(nèi)容 一定質(zhì)量的某種氣體 在溫度不變的情況下 壓 強(qiáng)p與體積V成 比 2 表達(dá)式 pV C C是常量 或者 壓強(qiáng) p 體積 V 溫度 T 溫度 反 p1V1 p2V2 4 p V圖象 一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)的p V圖象如圖8 1 1所示 圖線(xiàn)的形狀為 由于它描述的是溫度不變時(shí)的p V關(guān)系 因此稱(chēng)它為 線(xiàn) 一定質(zhì)量的氣體 不同溫度下的等溫線(xiàn)是不同的 圖中t1 t2 圖8 1 1 雙曲線(xiàn) 等溫 1 一定質(zhì)量的氣體 壓強(qiáng)為3atm 保持溫度不變 當(dāng)壓 強(qiáng)減小2atm時(shí) 體積變化4L 則該氣體原來(lái)的體積為 B A 4 3LC 8 3L B 2LD 8L 2 一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí) 若體積增大為原來(lái)的 n倍 則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍 C A 2n B n C 1 n D 2 n 解析 一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí) 壓強(qiáng)與體積成反比關(guān)系 故若體積增大為原來(lái)的n倍時(shí) 壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的1 n 3 在下列圖中 p表示壓強(qiáng) V表示體積 T表示熱力學(xué)溫度 t為攝氏溫度 各圖中不能正確描述一定質(zhì)量的氣體發(fā)生 等溫變化的是 D 解析 A圖中圖線(xiàn)平行于縱軸 顯然t不變 是等溫變化 B圖中可看出pV 恒量 是等溫變化 C圖中也可看出來(lái)pV 恒量 只有選項(xiàng)D圖中不滿(mǎn)足pV 恒量 要點(diǎn)1 玻意耳定律 1 氣體的狀態(tài)變化氣體的狀態(tài)由狀態(tài)參量決定 對(duì)于一定質(zhì)量的氣體 當(dāng)壓強(qiáng)p 體積V 溫度T一定時(shí) 氣體便為一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài) 否則氣體的狀態(tài)就發(fā)生了變化 對(duì)于一定質(zhì)量的氣體來(lái)說(shuō) 壓強(qiáng)p 體積V 溫度T三個(gè)狀態(tài)參量中只有一個(gè)量變而其他量不變是不可能的 至少有兩個(gè)量變或三個(gè)量都發(fā)生變化 2 玻意耳定律 1 內(nèi)容 一定質(zhì)量的某種氣體 在溫度不變的情況下 壓 強(qiáng)p與體積V成反比 2 表達(dá)式 pV C C是常量 或者p1V1 p2V2 其中p1 V1和p2 V2分別表示氣體在1 2兩個(gè)不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積 在溫度不變時(shí) 一定質(zhì)量的氣體 體積減少時(shí) 壓強(qiáng)增大 體積增大時(shí) 壓強(qiáng)減小 3 適用條件 壓強(qiáng)不太大 相對(duì)大氣壓 溫度不太低 相對(duì)室溫 被研究的氣體質(zhì)量一定 溫度不變 例1 如圖8 1 2 一根一端封閉的粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管 用一段h 19 0厘米的水銀柱將一部分空氣封閉在細(xì)玻璃管里 當(dāng)玻璃管開(kāi)口向上豎直放置時(shí) 見(jiàn)圖甲 管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)L1 15 0厘米 當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)p0 1 013 105帕 那么 當(dāng)玻璃管開(kāi)口向下豎直放置時(shí) 見(jiàn)圖乙 管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度該是多少 圖8 1 2 思路點(diǎn)撥 1 明確研究對(duì)象為一定質(zhì)量的氣體 2 分析過(guò)程是否等溫 3 寫(xiě)出變化前后的p和V的值或表達(dá)式 4 確定變化前后p和V分別用同一單位 5 根據(jù)p1V1 p2V2解題 答題規(guī)范 設(shè)細(xì)玻璃管橫截面積為S 設(shè)變化后空氣柱的長(zhǎng) 度為L(zhǎng)2 變化前空氣的體積V1 L1S 壓強(qiáng) p1 p0 h 76 19 cmHg 95cmHg變化后空氣的體積V2 L2S 壓強(qiáng) p2 p0 h 76 19 cmHg 57cmHg 根據(jù)玻意耳定律p1V1 p2V2 代入數(shù)值可得L2 25cm 1 如圖8 1 3所示 粗細(xì)均勻的U形玻璃管 右端開(kāi)口 左端封閉 管內(nèi)用水銀將一部分空氣封閉在管中 開(kāi)口朝上豎直放置時(shí) 被封閉的空氣柱長(zhǎng)24cm 兩邊水銀高度差為15cm 若大氣壓強(qiáng)為75cmHg 問(wèn)再向開(kāi)口端倒入長(zhǎng)為46cm的水銀柱時(shí) 封閉端空氣柱長(zhǎng)度將是多少 圖8 1 3 解 倒入水銀前對(duì)封閉端的氣體有 V1 SL1 24S p1 75 15 cmHg 60cmHg 倒入水銀后 左端水銀面將上升 右端水銀面將下降 設(shè)左端水銀面上升x 則此時(shí)封閉端氣柱長(zhǎng)L2 L1 x 24 x此時(shí)兩邊水銀面的高度差 h2 46 15 2x 2L2 17此時(shí)封閉端氣體的壓強(qiáng)p2 75 h2 58 2L2根據(jù)玻意耳定律p1V1 p2V2得24 60 L2 58 2L2 即L22 29L2 720 0 解得 L2 45cm 舍去 L2 16cm 要點(diǎn)2 氣體的等溫變化圖象 1 p V圖象 1 一定質(zhì)量的氣體 在溫度不變的情況下 壓強(qiáng)p與體積V成反比 故等溫變化的p V圖象是雙曲線(xiàn)的一支 2 一定質(zhì)量的氣體 不同溫度下的等溫線(xiàn)是不同的 溫度越高 其等溫線(xiàn)離原點(diǎn)越遠(yuǎn) 如圖8 1 4所示 t1 t2 圖8 1 4 直線(xiàn) 其斜率越大 溫度越高 如圖8 1 5所示 t2 t1 3 等溫線(xiàn)的物理意義 1 圖線(xiàn)上的每一點(diǎn)表示氣體的一個(gè)確定的狀態(tài) 2 同一等溫線(xiàn)上氣體各狀態(tài)的溫度相同 圖8 1 5 例2 一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B的過(guò)程如圖8 1 6所示 A B位于同一雙曲線(xiàn)上 則此變化過(guò)程中 溫度 A 一直下降B 先上升后下降C 先下降后上升 D 一直上升 圖8 1 6 思路點(diǎn)撥 氣體等溫變化的p V圖是一條雙曲線(xiàn) 稱(chēng)為等溫線(xiàn) 在同一條等溫線(xiàn)上的氣體各狀態(tài)的溫度都相同 可見(jiàn)AB兩個(gè)狀態(tài)溫度一定相等 故排除A和D項(xiàng) 又由于在此等溫線(xiàn)上部的等溫線(xiàn)溫度高 則氣體溫度先增加 后減小到原溫度 選擇B項(xiàng) 答案 B 2 如圖8 1 7所示 為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的 兩條等溫線(xiàn) 則下列說(shuō)法不正確的是 A 從等溫線(xiàn)可以看出 一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí) 其壓強(qiáng)與體積成反比B 一定質(zhì)量的氣體 在不同溫度下的等溫線(xiàn)是不同的 圖8 1 7 C 由圖可知t1 t2D 由圖可知t1 t2 解析 在p V圖象中 等溫線(xiàn)是雙曲線(xiàn)的一支 說(shuō)明壓強(qiáng)與體積成反比 一定質(zhì)量的氣體 體積一定時(shí) 溫度越高 壓強(qiáng)越大 故不同溫度下的等溫線(xiàn)是不同的 不同溫度下的等溫線(xiàn) 離原點(diǎn)越遠(yuǎn) 溫度越高 故t1 t2 故選C C 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全