自行車在烈日下曝曬爆胎,生活中許多現(xiàn)象表明，氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度三個狀態(tài)參量之間存在一定的關(guān)系。,本節(jié)我們研究一種特殊情況：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下其壓強(qiáng)與體積變化時的關(guān)系,我們把這種變化叫做等溫變化,第八章氣體,第一節(jié)氣體的等溫變化,1.知識與能力,了解溫度、壓強(qiáng)、體積三個參量之間的等量關(guān)系,通過實驗探究、驗證氣體等溫變化的關(guān)系,2.過程與方法,用實驗方法探究氣體等溫變化規(guī)律體會控制變量法在實驗中的應(yīng)用,3.情感態(tài)度與價值觀,體會發(fā)現(xiàn)樂趣，形成探究物理規(guī)律的良好習(xí)慣,重點,探究氣體等溫變化的規(guī)律，學(xué)會用圖像處理問題,難點,掌握玻意耳定律，進(jìn)行相應(yīng)計算,氣體的等溫變化,玻意耳定律,氣體等溫變化的P-V圖像,氣體的等溫變化,氣體在溫度不變的狀態(tài)下，發(fā)生的變化叫做等溫變化。,1、溫度,熱力學(xué)溫度T：開爾文T=t273K,2、體積,體積V單位：有L、mL等,壓強(qiáng)p單位：Pa（帕斯卡）,3、壓強(qiáng),1.氣體的狀態(tài)參量,2.探究氣體等溫變化的規(guī)律,方法研究,探究氣體等溫變化的規(guī)律,實驗裝置,研究對象：被封閉的氣體,注意事項：防漏氣、保溫,實驗?zāi)康模涸跍囟缺３植蛔儠r，研究一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)和體積的關(guān)系,由實驗數(shù)據(jù)得可近似得如下圖像，,實驗結(jié)論：在溫度不變時，壓強(qiáng)p和體積V成反比。,玻意耳定律,英國科學(xué)家玻意耳和法國科學(xué)家馬略特各自通過實驗發(fā)現(xiàn)，一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟體積成反比。,即,或者,（表示氣體在1、2兩個不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積）,這個規(guī)律叫做玻意耳定律,圖線：是一條以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線，稱等溫線一定質(zhì)量氣體保持在不同溫度下，可以得到一簇雙曲線溫度越高，圖線越向上移，即T2T1,解釋：氣體的壓強(qiáng)微觀上決定于單位體積內(nèi)的分子數(shù)和氣體分子的平均速率溫度不變時，氣體分子的平均速率不變，氣體的壓強(qiáng)只決定于單位體積內(nèi)的分子數(shù)氣體的體積增大n倍，氣體分子密度變?yōu)樵瓉淼?，氣體壓強(qiáng)就減小n倍，所以氣體的壓強(qiáng)與體積成反比。,玻意耳定律使用于壓強(qiáng)不太大（和大氣壓比較）、溫度不太低（和室溫比較）的任何氣體。,適用條件,注意,玻意耳定律的發(fā)現(xiàn)者-玻意耳,玻意耳定律的發(fā)現(xiàn)者玻意耳玻意耳（robertboyle，16271691）是英國物理學(xué)家和化學(xué)家。1627年1月25日誕生于愛爾蘭的利斯莫爾城。他八歲開始在愛頓小學(xué)學(xué)習(xí)。1638年隨家庭教師一起周游歐洲大陸，先后在法國、瑞士和意大利求學(xué)。1644年回到英格蘭，在多塞特郡的斯泰布里奇定居，閱讀了大量有關(guān)哲學(xué)、自然科學(xué)和神學(xué)的書籍，并且開始進(jìn)行科學(xué)實驗。,斯泰布里奇位于牛津和倫敦之間，交通很方便，玻意耳自建了一個實驗室，兩地學(xué)者經(jīng)常來這里聚會，探討物理學(xué)、化學(xué)和農(nóng)業(yè)化學(xué)方面的學(xué)術(shù)問題。玻意耳把這一科學(xué)家的聚會叫做“無形大學(xué)”。1654年玻意耳遷居牛津，在牛津大學(xué)建立了一個實驗室，積極參與“牛津圈”。,玻意耳定律的發(fā)現(xiàn)者-玻意耳,1659年玻意耳利用由胡克研制成的真空泵，開始對空氣的性質(zhì)進(jìn)行研究。1660年出版了第一部著作論空氣的重量及其物理力學(xué)性質(zhì)的新實驗。1662年玻意耳發(fā)現(xiàn)了氣體的玻意耳定律。1680年被推選為皇家學(xué)會會長，因為身體不好，他謝絕了任命，后來隱居在祖?zhèn)鞯那f園里著書立說。,玻意耳定律的發(fā)現(xiàn)者-玻意耳,氣體等溫變化的P-V圖像,為驗證兩個物理量之間是否存在線性關(guān)系，可以建立甲圖,甲,為了直觀的描述壓強(qiáng)跟體積的關(guān)系通常用乙圖,乙,一定質(zhì)量的氣體，不同溫度下的等溫線之不同的,想一想,圖乙中的兩條等溫線哪條是溫度較高時？是怎樣判斷的呢？,一些常見的氣壓計一,一些常見的氣壓計二,知道什么是氣體的等溫變化掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式,理解p-V圖上等溫變化的圖象及其物理意義,培養(yǎng)用圖像處理問題的能力,1.(05河北)如圖所示，絕熱隔板K把絕熱的氣缸分隔成體積相等的兩部分，K與氣缸壁的接觸是光滑的。兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b。氣體分子之間相互作用勢能可忽略。現(xiàn)通過電熱絲對氣體a加熱一段時間后，a、b各自達(dá)到新的平衡（）a的體積增大了，壓強(qiáng)變小了b的溫度升高了加熱后a的分子熱運(yùn)動比b的分子熱運(yùn)動更激烈a增加的內(nèi)能大于b增加的內(nèi)能,BCD,解析,由加熱a的T升高，因而分子運(yùn)動加強(qiáng)PV=kT，由絕熱得P增大V增大，A錯C對；Va增大對b做功，所以Tb增大，B對；由熱力學(xué)第二定律的D對。,（05四川)一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程。設(shè)氣體分子間的勢能可忽略，則在此過程中（）外界對氣體做功，氣體分子的平均動能增加外界對氣體做功，氣體分子的平均動能減小氣體對外界做功，氣體分子的平均動能增加氣體對外界做功，氣體分子的平均動能減小,D,解析,由體積膨脹得氣體對外做功，對外做功表示內(nèi)能減少，又絕熱表示不對外吸收能量，W=Q+U，因而分子平均動能減少。,(05北京)下列關(guān)于熱現(xiàn)象的說法，正確的是（）A外界對物體做功，物體的內(nèi)能一定增加B氣體的溫度升高，氣體的壓強(qiáng)一定增大C任何條件下，熱量都不會由低溫物體傳遞到高溫物體D任何熱機(jī)都不可能使燃料釋放的熱量完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,D,解析,由W=Q+U可知A錯;由V,T,P三者之間關(guān)系知B錯；由熱力學(xué)第二定律的C錯;因而正確答案為D,A保持不變B一直變大C先變大后變小D先變小后變大,1.甲、乙兩個分子，當(dāng)它們之間的距離為時，相互作用的分子力是零，現(xiàn)把它們靠近，使兩分子間的距離小于，然后把甲固定，釋放乙。在乙分子遠(yuǎn)離甲的運(yùn)動過程中，乙的速度(),C,2.如右圖所示，兩端封閉的等臂U形管中，兩邊的空氣柱a和b被水銀柱隔開，當(dāng)U形管豎直放置時，兩空氣柱的長度差為h，現(xiàn)將這個管放平，使兩臂位于同一水平面上，穩(wěn)定后兩空氣柱的長度差為l，若溫度不變，則(),A.,B.,C.,D.,A,3.用帶刻度的注射器驗證玻意耳馬略特定律，整個裝置符合實驗要求。已知注射器容積是V，全部刻度長是l，活塞和框架總重是G，對活塞豎直向上的拉力大小是F。要計算封閉氣體的壓強(qiáng)，還需要測根據(jù)上述的測量的量，可求出封閉氣體的壓強(qiáng)P=,大氣壓強(qiáng)P0,4.一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟體積成。,反比,5.為什么自行車太陽底下曝曬就會爆胎？,因為車胎內(nèi)的氣體因溫度升高而壓強(qiáng)增大、體積膨脹,6.如圖所示，一個上下都與大氣相通的直圓筒，內(nèi)部橫截面積為S=0.01m2，中間用兩個活塞A和B封住一定質(zhì)量的氣體。A、B都可沿圓筒無摩擦地上下滑動，且不漏氣。A的質(zhì)量不計，B的質(zhì)量為M，并與一勁度系數(shù)為k=5103N/m的較長的彈簧相連。已知大氣壓p0=1105Pa，平衡時兩活塞之間的距離l0=0.6m，現(xiàn)用力壓A，使之緩慢向下移動一段距離后，保持平衡。此時用于壓A的力F=500N。求活塞A下移的距離。,解：設(shè)活塞A下移距離為l，活塞B下移的距離為x對圓柱筒中的氣體運(yùn)用玻馬定律，可得方程：,根據(jù)胡克定律，活塞B移動x后彈簧的彈力有：F=kx將這兩個方程聯(lián)立，去掉x得,將數(shù)值代入得：l=0.3m答：活塞A下移的距離是0.3m。,7.某個容器的容積是10L，所裝氣體的壓強(qiáng)是2106Pa如果溫度保持不變，把容器的開關(guān)打開后，容器里剩下的氣體是原來的百分之幾？設(shè)大氣壓是1105Pa.,解：可認(rèn)為氣體膨脹過程等溫變化,設(shè)容器原裝氣體為研究對象,末態(tài),根據(jù)波意耳定律,初態(tài),剩下的氣體為原來的,1.設(shè)大氣壓強(qiáng)為P0，根據(jù)玻意耳定律,所以,玻璃管開口向下豎直放置時，氣柱長度25cm,2.根據(jù)波意耳定律,設(shè)水銀柱橫街面積為S，則,h=756mm,即此時的大氣壓相當(dāng)于756mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)約為100800Pa,小王僅用了兩組數(shù)據(jù)而得出其規(guī)律，這不是科學(xué)的，應(yīng)該通過大量的實驗數(shù)據(jù);小張的看法也不對，錯誤有二，第一，僅測兩組數(shù)據(jù)就確定一條直線時不準(zhǔn)確的，第二，如果測量是多組數(shù)據(jù)，在確定直線時，應(yīng)該使測量值的坐標(biāo)點分布在直線的兩側(cè)，如果遠(yuǎn)離直線的點應(yīng)舌去。,