Transcript 气体的等温变化

1、气体的等温变化
气体的状态参量
复
习
热力学温度T ：开尔文
1、温度
2、体积
3、压强
T = t ＋ 273 K
体积 V
单位：有L、mL等
压强 p
单位：Pa（帕斯卡）
小实验
能吹起气球吗？
同学们观察到什么现象？
？
热学性质 T
复习： 气体状态的描述
（气体的三个状态参量）
几何性质 V
力学性质 P
判断下面两个情景中轮胎中气体的状态参量发
生了什么变化？
(一) 气体的等温变化
情景1: 自行车轮胎被钉子扎了，过了一段时间
后，轮胎扁了.
m不变 T不变
情景2: 夏天自行车轮胎打得过足，在日光照射
下，容易爆胎，爆胎前。
如何确定气体的状态参量呢？
温度（ T ）----------温度计
体积（ V ）----------容器的容积
压强（ p ）-----------气压计
（二）实验探究
（等温变化过程中压强与体积的关系）
动手体验定性关系
结论：V减小，P增大
猜想： P、V
反比
（二）实验探究
猜想： P、V反比
定量研究： 设计一个实验研究一定质量的气体在
等温变化过程中压强与体积的定量关系
1、实验中的研究对象是什么？
2、如何控制气体的质量m、温度T保持不变？
3、如何改变压强P、体积V？
4、如何测量压强P、体积V？
Ps
m
M
P0s
(M+m)g
横截面积S
h
玻意耳实验的示
意图
（1）研究的是哪一部分气体?
（2）如何保证封闭气体的温度不变?
不能用手触摸玻璃管
（3）如何测 V ?
测量空气柱的长度
（4）如何测量p？如何改变 p ?
根据高度差
数据
实
验
实验数据的处理
次
数
1
2
3
4
5
压强（×105Pa) 3 . 0 2 . 5 2 . 0 1 . 5 1 . 0
体
积
(
L
) 1 . 3 1.6 2 . 0 2 . 7 4 . 0
5
p/10 Pa
3
实
验
2
1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1/V
探究结论：
在温度不变时，压强p
和体积V成反比。
玻意耳定律
一定质量的理想气体，在温度保
持不变的情况下，压强p与V成反
比，或压强P与体积V的乘积保持
不变，即：PV=常量
（三）玻意耳定律
1、内容：
1
P
V
C
P
V
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
2、表达式：
3、图像：
PV  C
P1V1  P2V2
P
P
V
1/V
一、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
p1V1=p2V2
或
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
5
p/10 Pa
3
2
1
0
1
2
3
4
V
二.等温变化图象
1、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.
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？
结论:t3>t2>t1
p
2
3
1
0
V
2、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.
用气体定律解题的步骤
1．确定研究对象．被封闭的气体(满足质量不变的条
件)；
2．用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件
(p1，V1，T1，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)；
4．将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；
5．对结果的物理意义进行讨论．
例4. 某个容器的容积是10L，所装气体的压强是
20×105Pa。如果温度保持不变，把容器的开关打开以
后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压
是1.0×105Pa。
解 设容器原装气体为研究对象。
初态 p1=20×105Pa
V1=10L
末态 p2=1.0×105Pa
V2=？L
由玻意耳定律 p1V1=p2V2得
T1=T
T2=T
即剩下的气体为原来的5％。
就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但
若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了。
例题：
一定质量气体的体积是20L时，压
强为1×105Pa。当气体的体积减
小到16L时，压强为多大？设气体
的温度保持不变。
答案：
1.25×10 5Pa