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1、8.1气体的等温变化气体的等温变化1、用什么方法可以使凹进去的兵乓球恢复原状？2、打足气的自行车在烈日下暴晒，常常会爆胎。1、气体的状态参量压强压强压强 p单位：单位：Pa（帕斯卡）（帕斯卡）温度热力学温度热力学温度T ：开尔文：开尔文 T = t 273 K体积体积 V单位：有单位：有L、mL等等体积 生活中的许多现象都表明，气体的压强、体积、温度三个状态参量之间存在着一定的关系。2、等温变化：一定量的气体在温度不变的状态下，发生的变化叫做等温变化。3、探究气体等温变化的规律的方法控制变量的方法 在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系
2、，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”。 如图，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。这段空气柱是我们研究的对象，实验过程中它的质量不会变化；实验中如果空气柱体积的变化不太快，它的温度大致等于环境温度，也不会有明显的变化。演示演示探究气体等温变化的规律（阅读）探究气体等温变化的规律（阅读）保证是等温变化，不能用手去摸演示演示探究气体等温变化的规律（阅读）探究气体等温变化的规律（阅读） 1、实验数据的收集 空气柱的压强p可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度1可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积。 用手把柱塞向下压或向上拉
3、，读出体积与压强的几组数据。次次 数数12345压强（压强（105Pa)3.02.52.01.51.0体积体积(L)1.31.62.02.74.0演示演示探究气体等温变化的规律（阅读）探究气体等温变化的规律（阅读） 2、实验数据的处理 很容易发现，空气柱的体积越小，压强就越大。空气柱的压强是否跟体积成反比呢?我们可以通过图象来检验这个猜想。 以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把以上各组数据在坐标系中描点。如果图象中的各压力表点位于过原点的同一条直线上，就说明压强跟体积的倒数成正比，即压强的确与体积成反比。如果不在同一条直线上，我们再尝试共他关系。P1/V 如果把实验数据输入计算机，借用数
4、表软件可以在短时间内进行多种尝试，很快获得对应的图象，得知P与V的关系。用传感器和计算机探究气体等温变化的规律用传感器和计算机探究气体等温变化的规律 在这个实验中，可以像本节“实验”栏目的要求那样，由计算机作出气体的P-V，的图象，进而判断P与V是否具有反比例函数的关系。不过，利用数据处理软件的强大功能，在得压强传感器到代表各状态的P、V值的若干数据点之后，一般都由计算机去注射器尝试拟合这些数据点，于是就能很快知道p、V之间可能的函数关系。PV演示演示探究气体等温变化的规律（阅读）探究气体等温变化的规律（阅读） 3、要考虑的问题 在这个实验中，为了找到体积与压强的关系，是否一定要测量空气柱的横
5、截面积? 用刻度尺检查可以发现，玻璃管外侧的刻度尽管是均匀的，但并非准确地等于1cm、2cm，对实验的可靠性是否有影响? 测量体积时误是主要出在哪里?怎样减小这个误?只要是均匀变化即可漏气，没有绝热。实验结论实验结论 ： 在温度不变时，压强在温度不变时，压强p和和体积体积V成反比。成反比。 一、玻意耳定律一、玻意耳定律 一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。1、内容：2、表达式：3、适用范围：温度不太低，压强不太大。pV=常数 或p1V1=p2V2应用于判断题应用于计算题1、是一条以纵轴和横轴为渐近线的双曲线，称等温线。PV二、气体等温变化的二、气体等温变化的P-VP-V图
6、像图像2、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相同，即p与V乘积相同。温度越高,其等温线离原点越远。3、特点:结论结论:t3t2t1Vp1230思考与讨论思考与讨论 有两条等温线，你能判断哪条等温线表示的是温度有两条等温线，你能判断哪条等温线表示的是温度比较高时的情形吗比较高时的情形吗? ?是根据什么理由做出判断的是根据什么理由做出判断的? ?结论：t2t1VpT1T20问题与练习解答：问题与练习解答：1、一个足球的容积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为125mL、压强与大气压强相同的气体打进球内。如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压
7、强与大气压强相同。打了20次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时的情况能够满足你的前提吗？解：研究对象：打完20次气后足球内的气体，假设气体的温度和球的体积均不发生变化，设大气压强为p0，则初态：压强p1=p0 V1=2.5+0.12520=5L末态：压强p2=？ 体积为打气后V2=2.5L据玻意耳定律有：p1V1=p2V2 得：p05=p22.5解得：p2=2p04、将2中各条件代入气体公式中，求解未知量。解题步骤1、确定研究对象：被封闭的气体（液体）2、用一定的数字或表达式写出它们的初状态（P1、V1、T1）和末状态（P2、V2、T2）3、根据
8、气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式(本节课中就是玻意耳定律公式)；2、水銀气压计中混入了一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空。当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的读数只有750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm。当这个气压计的读数为740mm水银柱时，实际的大气压相当于多高水银柱产生的压强?设温度保持不变。 一管中封闭气体为研究对象，设玻璃管的横截面积为S，前后为等温变化。解：解：气泡气泡初态： P1=（768-750）mmHg=18mmHgV1=80S末态： P2=（P-740）mmHgV2=80S+（750-740）S =9
9、0S等温变化，根据代入得： 1880S=（P-740）90S解得： P=756mmHg课堂小结1、气体的状态参量: 压强、体积、温度2、等温变化:一定量的气体在温度不变的状态下，发生的变化。3、探究气体等温变化的规律的方法:控制变量的方法。一、玻意耳定律 一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。1、内容：2、表达式：3、适用范围：温度不太低，压强不太大。pV=常数 或p1V1=p2V21、是一条以纵轴和横轴为渐近线的双曲线，称等温线。二、气体等温变化的P-V图像2、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相同，即p与V乘积相同。温度越高,其等温线离原点越远。3、特点:4、将2中各条件代入气体公式中，求解未知量。解题步骤1、确定研究对象：被封闭的气体（液体）2、用一定的数字或表达式写出它们的初状态（P1、V1、T1）和末状态（P2、V2、T2）3、根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式(本节课中就是玻意耳定律公式)；