1.5 气体实验定律(一) 课件(共23张PPT)

(共23张PPT)
1
知道玻意耳定律的内容、公式及适用条件，能用玻意耳定律解答有关问题。
重难点
重点
2
理解等温变化的图像，并能利用图像分析实际问题。
玻意耳定律及其应用
小华同学表演吹气球，在塑料饮料瓶瓶口套上气球，但是气球总是吹不大，将饮料瓶瓶底钻了一个孔后，小华再吹气球时，很轻松地吹大了气球。请分析瓶底完好时，小华吹气球过程中，瓶内气体(忽略温度变化)的压强(p)和体积(V)的变化情况。
答案　瓶内气体体积减小，压强增大，所以气球难吹大。
上节课我们通过实验探究得出结论：一定质量的某种气体在温度不变的情况下，压强p和体积V成反比。
玻意耳定律
1.玻意耳定律
(1)一定质量的某种气体，在____不变的情况下，压强p与体积V成____。
(2)公式
p ∝ ＝或__________。
(3)条件:气体的质量一定，温度保持不变。
温度
反比
p1V1＝p2V2
玻意耳定律
2.微观解释
从微观角度看，一定质量的气体分子总数不变。温度保持不变时，分子 保持不变。当气体体积减小时，单位体积内的分子数 ，气体的压强也就增大；当气体体积增大时，单位体积内的分子数 ，气体的压强也就减小。
平均动能
增多
减少
1.如图所示，在一个恒温池中，一串串气泡由池底慢慢升到水面，有趣的是气泡在上升过程中，体积逐渐变大，到水面时就会破裂。问：
(1)上升过程中，气泡内气体的压强如何改变？
(2)气泡在上升过程中体积为何会变大？
答案　(1)由p＝ρ液gh知，气泡内气体压强变小。
(2)由玻意耳定律pV＝C可知，压强变小，气体的体积增大。
思考与讨论
2.一定质量的气体温度升高时，pV＝C中的C的数值是怎样变化的？为什么？(从气体压强的微观解释角度分析)
答案　增大。若气体的体积保持不变，当温度升高时，气体分子的平均动能增大，气体分子数密度不变，分子与器壁碰撞时平均作用力增大，压强变大，C值变大。
1.(2024·重庆一中高二期末)如图所示，在水池中漂浮一倒放的质量为m、横截面积S＝2 cm2的玻璃管，管内封闭着一定质量的理想气体。此时管内外水面高度差H1＝0.5 m，玻璃管露出水面部分b＝1 m。现将质量也为m，体积可忽略的小铁块放置在玻璃管底部，玻璃管最终处于悬浮状态。已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g取10 m/s2，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，不计管内被封闭气体的重力，整个过程环境温度保持不变。
(1)求玻璃管的质量m；
(2)悬浮状态时，玻璃管内外液面高度差H2。
答案　 (1)0.1 kg　(2)5.75 m
(1)由于玻璃管处于漂浮状态，则有F浮1＝mg，F浮1＝ρgH1S，联立解得m＝0.1 kg。
(2)由于放上小铁块后玻璃管处于悬浮状态，则有F浮2＝2mg，F浮2＝ρgLS，解L＝2H1＝1 m。
由于整个过程环境温度保持不变，则有p1V1＝p2V2，其中玻璃管处于漂浮状态时p1＝p0＋ρgH1＝p0＋，V1＝S(b＋H1)，玻璃管处于悬浮状态时p2＝p0＋ρgH2，V2＝SL，联立解得H2＝5.75 m。
应用玻意耳定律解题的一般步骤：
(1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件。
(2)确定初、末状态及状态参量(p1、V1；p2、V2)。
(3)根据玻意耳定律列方程求解。(注意统一单位)
(4)注意分析隐含条件，作出必要的判断和说明。
提醒：确定气体压强或体积时，只要初、末状态的单位统一即可，没有必要都转换成国际单位制。
2.有一质量为m的气缸，用活塞封着一定质量的气体，当气缸水平横放时，气缸内空气柱长为l0(图甲)，现把活塞按如图乙所示的方式悬挂，气缸悬在空中保持静止。求此时气缸内空气柱长度为多少？已知大气压强为p0，活塞的横截面积为S，重力加速度为g，它与气缸之间无摩擦且不漏气，气体温度保持不变。
设悬挂时空气柱长为l1，选取气缸内封闭的气体为研究对象，气体发生等温变化
初始状态：p1＝p0，V1＝l0S
对悬挂的气缸进行受力分析(如图)
由平衡条件得p0S＝p2S＋mg
3.(2023·郑州市高二期末)如图所示，高为L、横截面积为S的导热气缸内放有一不规则石块，厚度不计的轻质活塞封闭了一定质量的某种气体，活塞正好在气缸的顶部。再在活塞上放置质量为m的物体后，活塞缓慢下移，并静止在与缸底的间距为0.8L的高度。已知外界大气压强p0＝ ，
忽略缸内气体温度的变化，不计活塞和气缸的摩擦，重力加速度为g。求：
(1)该过程中外界对气体做的功；
(2)石块的体积V。
答案　(1) 　 (2)
(1)根据题意可知，放置重物后，外界对气体的压力为F＝p0S＋mg
外界对气体做功为W＝(p0S＋mg)·Δh
Δh＝L－0.8L＝0.2L
(2)根据玻意耳定律有
p0(SL－V)＝p1(0.8SL－V)
气体等温变化的p－V 图像或p－ 图像
等温变化的图像
1.在p－V直角坐标系中，每一个点表示气体的一个状态，一定质量的气体在温度不变时，其压强随体积的变化而变化，在p－V直角坐标系上，此曲线是一条被称为等温线的______ (如图所示)。
双曲线
2.在p－ 直角坐标系中，表示等温变化的图线变为通过坐标原点的倾斜_____ (如图所示)。
直线
3.一定质量的气体，不同温度下的等温线是_______。
不同的
1.如图所示为一定质量的气体在同一温度下的p－V图线，若由A状态沿直线变化到B状态，温度如何变化？
先升高后降低
2.如图所示为一定质量的气体在不同温度下的p－ 图线，T1和T2哪一个大？为什么？
T2。直线的斜率为p与V的乘积，斜率越大，pV乘积越大，温度越高。
4.(多选)如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的过程，则下列说法正确的是
A.D→A是一个等温过程
B.A→B是一个等温过程
C.TA>TB
D.B→C体积增大，压强减小，温度不变
√
√
5.(多选)(2023·云南文山马关县第一中学高二期末)如图所示是一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C的过程，A、C两点在同一条双曲线上，则此变化过程中
A.从A到B的过程温度升高
B.从B到C的过程温度升高
C.从A到B再到C的过程温度先降低再升高
D.A、C两点的温度相等
√
√
气体的等温变化
玻意尔定律
1.内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比
等温变化的图像
2.公式pV＝C(C是常量)
3.条件：气体的质量一定，温度不变