2.2气体的等温变化 课件 —2020-2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册（18张PPT）

2.2 气体的等温变化
小鱼吐出的泡泡，在上升过程中体积逐渐增大，到水面破裂
气泡在上升过程中体积为何会逐渐增大呢？
结合生活经验，对于一定质量的气体，能否出现只有一个状态参量发生变化而其他的状态参量不发生变化的情况？
对于一定质量的气体，压强、温度、体积三个状态参量中只有一个参量变而其他参量不变是不可能的，起码其中的两个参量变或三个参量都发生变化。
讨论：一定质量的气体，它的状态参量：温度T、体积V、压强P之间有什么关系呢？
汉武帝
气体的等温变化
我们首先研究一种特殊的情况：一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系。我们把这种变化叫作气体的等温变化。
研究方法：控制变量法
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
讨论：如何确定气体的状态参量数值呢？
温度（ T ）——温度计
体积（ V ）——容器的容积
压强（ p ）——气压计
讨论：实验中的研究对象是什么？
一定质量的气体? ? ? ?m不变 T不变?
思考：如何控制气体的质量m、温度T保持不变？
这段空气柱就是研究对象，实验过程中它的质量不会变化；实验过程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，不会有明显变化
另外，实验过程中不能用手触摸玻璃管；稳定后再读数
橡胶塞和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中
封闭、缓慢移动活塞
讨论：如何测 V ?
测量空气柱的长度
讨论：如何测量p？如何改变 p?
根据高度差测量p，
通过缓慢移动活塞来改变压强p
讨论：怎样处理上述数据才能验证压强与体积是否成反比？
计算法或者图像法
数据处理
p-V图像是双曲线的一支
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}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
数据处理
p-1/V图像是一条过原点的直线
实验结论
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，即
写成公式就是
pV=C 或 p1V1=p2V2
式中C为常量。
pV=C
上式反映了一定质量的某种气体的等温变化规律，我们把它叫作玻意耳定律。
使用条件：一定质量气体且温度不变
适用范围：温度不太低，压强不太大
气体的等温变化
探究气体等温变化的规律
玻意耳定律
1.(多选)下列图中,p表示压强,V表示体积,T为热力学温度,各图中正确描述一定质量的气体是等温变化的是( 　　)
ABC
2.(多选)一定质量的气体,在等温变化过程中,下列物理量中发生改变的有( 　　)
A.分子的平均速率
B.单位体积内的分子数
C.气体的压强
D.分子总数
E.气体的体积
BCE
3.容积为20L的钢瓶充满氧气后，压强为150atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为1L的小瓶中，若小瓶原来是真空的，小瓶中充气后压强为10atm，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装（　　）
A．15瓶 B．20瓶 C．280瓶 D．300瓶
C
4.一个足球的容积是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强与大气压相同，设打气过程中温度不变，打了10次后，足球内部空气的压强是大气压的（　　）
A．1.5倍 B．2倍 C．2.5倍 D．3倍
A
5.针对新型冠状病毒肺炎的治疗，北京大学第一医院的主任医师王贵强在2020年2月20日国务院联防联控机制新闻发布会上表示：无论轻重症，早期的氧疗都可以大大缓解这种疾病的发展。现有一个容积为400L的医用氧气罐，内部气体可视为理想气体，压强为15MPa，为了使用方便，用一批相同规格的小型氧气瓶（瓶内视为真空）进行分装，发现恰好能装满40个小氧气瓶，分装完成后原医用氧气罐及每个小氧气瓶内气体的压强均为3MPa，不考虑分装过程中温度的变化，则每个小氧气瓶的容积为（　　）
A．20L B．40L C．50L D．60L
B
再见