24-25学年物理(人教版)选择性必修三精品课件：2.2 气体的等温变化.pptx

第二章气体、固体和液体;;知识点一等温变化;知识点二实验:探究气体等温变化的规律;小试身手;探究一封闭气体压强的计算;1.试求图甲中被液体封闭的气体A产生的压强.;过程建构;【典例1】如图所示,玻璃管中都灌有水银,且水银柱都处在平衡状态,大气压相当于76cm高的水银柱产生的压强.求图中被封闭气体在静止状态的压强.;?;【典例2】如图所示,在一端封闭的玻璃管中,用两段水银将管内气体A、B与外界隔绝,管口向下放置,若保持温度不变,将管倾斜,待稳定后,以下关于气体A、B说法正确的是()

A.气体A的压强不变

B.气体B的压强减小

C.气体A、B的体积都增大

D.气体A、B的体积都减小

;解析:封闭气体B的压强pB=p0-ρ水银gh2,

封闭气体A的压强pA=pB-ρ水银gh1=p0-ρ水银g(h1+h2),

其中h1、h2为上下两段水银柱的竖直高度,

当管倾斜时,上下两段水银柱竖直高度都将减小,则封闭气体压强pA、pB均增大,又由于气体等温变化,由玻意耳定律pV=p1V1可知,气体A、B的压强均增大,体积都减小.

故A、B、C错误,D正确.;探究二实验:探究气体等温变化的规律;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,空气柱与压力表连接.在实验过程中,一方面让空气柱的质量不变;另一方面,让空气柱的体积变化不要太快,保证温度不发生明显的变化.;(二)物理量的测量.

1.操作:把柱塞缓慢地向下压或向上拉,读取空气柱的长度与压强.

2.读数:空气柱的长度l可以通过刻度尺读取,空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V.空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取.

3.多测几组数据,计算并填入下表.;(三)数据分析.

下表是某次实验收集的数据.;方法1数据运算法.

压强数据由大到小,对应的体积数据由小到大,若对应数据的乘积等于某个定值,则空气柱压强与体积成反比.计算如下,可以看出压强与体积的乘积近似等于3.70×10-1Pa·m3.;?;(四)实验结论.

答案:一定质量的气体,在温度不变的情况下,压强p与体积V成反比.

(五)注意事项.

1.保证气体质量不变的方法:实验前在柱塞上涂好润滑油,以免漏气.;过程建构;甲;【典例3】某同学利用传感器做探究气体等温变化的规律实验,实验装置如图甲所示.按如下操作步骤进行实验.;结合上述步骤,请你完成下列问题.

(1)该同学实验操作错误的是,?因为该操作通常会影响气体的(选填“温度”“压强”或“体积”).?

(2)实验中作出的p-V图像如图乙所示,图像的形状为双曲线的一支.一定质量的气体,不同温度下的等温线是不同的,如图丙所示.图丙中的两条等温线表示的温度T1(选填“”“”或“=”)T2.?;答案:(1)用手握住注射器前端温度(2);【典例4】如图所示,一段长h=19cm的水银柱将一部分空气封闭在一根一端封闭的粗细均匀的细玻璃管里.当玻璃管开口向上竖直放置时(如图甲所示),管内空气柱长l1=15cm,此时的大气压强p0相当于76cm高的水银柱产生的压强.管内封闭空气的温度不变,那么,当玻璃管开口向下竖直放置时(如图乙所示,水银没有流出),管内空气柱的长度是多少?;解析:设细玻璃管的横截面积为S,开口向下竖直放置时空气柱的长度为l2.

开口向上竖直放置时,空气柱的体积V1=l1S,

空气柱产生的压强p1=p0+ph,

开口向下竖直放置时,空气柱的体积V2=l2S,

空气柱产生的压强p2=p0-ph,

根据玻意耳定律有p1V1=p2V2,

代入数据可得l2=25cm.;应用玻意耳定律解题的方法及注意问题;【典例5】一定质量的理想气体被一个质量m=5kg、横截面积S=25cm2的活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内.汽缸壁导热良好,活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动.开始时活塞下表面相对于汽缸底部的高度为25cm,外界的温度为27°,现将一物块轻放在活塞的上表面,平衡时,活塞下降了5cm.已知外界大气压强p0=1×105Pa,重力加速度g取10m/s2.求:

(1)初始状态封闭气体的压强;

(2)物块的质量.;解析:(1)设初始汽缸内气体压强为p1,放上物块后稳定时,汽缸内气体压强为p2,根据平衡条件得,p1S=p0S+mg,解得p1=1.2×105Pa.

(2)初始气柱长度h1=25cm,再次稳定后气柱长度h2=25cm-5cm=20cm,由玻意耳定律得,p1h1S=p2h2S,解得p2=1.5×105Pa,由平衡条件有p2S=p0S+(m0+m)g,解得m0=7.5kg.;课堂评价;答案:D;2.如图所示,某种全自动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质