物理选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体2 气体的等温变化教课内容课件ppt

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1.描述气体状态的三个物理量分别为 、 、 ,如果三个物理量中的两个或三个都发生变化,我们就说 发生了变化.
答案: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.
知识点二　实验:探究气体等温变化的规律
1.实验时必须保证气体质量 ,在温度保持不变的情况下,探究 和 的关系,这在科学探究中属于 法.
(2)公式: 或 .
1.在探究气体压强、体积、温度三个状态参量之间的关系时应采用控制变量法.( )2.利用压强、体积和温度可以描述气体的状态.( )3.不处于平衡态的一定质量的气体,三个状态参量中,至少有两个在改变.( )4.一定质量的气体,在温度不变时,压强跟体积成反比.( )5.公式pV=C中的C是常量,指当p、V变化时C的值不变.( )6.一定质量的某种气体等温变化的p-V图像是通过原点的倾斜直线.( )
探究一　封闭气体压强的计算
如图甲所示,U形管内用液体封闭一部分气体A,C、D液面水平且等高,液体密度为ρ.如图乙所示,柱形汽缸置于水平地面上,用活塞封闭一部分气体,活塞面积为S,活塞质量为m,活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气.设外界大气压强为p0,自由落体加速度为g.
1.试求图甲中被液体封闭的气体A产生的压强.
答案:由同一水平液面C、D处压强相同可得pA=p0+ρgh.
2.试求图乙中被活塞封闭的气体产生的压强.
　1.平衡状态下封闭气体压强的求法.
2.加速运动系统中封闭气体压强的求法.选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象,进行受力分析,利用牛顿第二定律列方程求解.
【典例1】如图所示,活塞的质量为m,汽缸缸套的质量为m0,活塞通过弹簧吊在天花板上,汽缸内用活塞封有一定质量的气体(不计重力).缸套和活塞间无摩擦,活塞面积为S,大气压强为p0.封闭气体产生的压强为(　　)
【典例2】如图所示,竖直放置的U形管,左端开口,右端封闭,管内有a、b两段水银柱,将A、B两段空气柱封闭在管内.已知水银柱a长h1为10 cm,水银柱b两个液面间的高度差h2为5 cm,大气压强相当于75 cm高的水银柱产生的压强,求空气柱A、B产生的压强分别相当于多高的水银柱产生的压强.
答案:65 cm　60 cm
探究二　实验:探究气体等温变化的规律
探究气体等温变化的规律.(一)实验思路.要探究气体等温变化的规律,你认为如何设计此实验? 选用什么器材?
答案:我们可以选定一定质量的空气,在温度不变的情况下,测量气体在不同体积时的压强,再分析气体压强与体积的关系.利用注射器选取一段空气柱作为研究对象,如图所示,
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.
实验器材:铁架台、注射器、压力表等.
(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3.70×10-1 Pa·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.
2.保证气体温度不变的方法.(1)改变气体体积时,缓慢进行,等稳定后再读出气体压强,以防止气体体积变化太快,气体的温度发生变化.(2)实验过程中,不用手接触注射器的圆筒,防止圆筒从手上吸收热量,引起内部气体温度变化.
【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.
a.将注射器活塞移动到体积适中的V0位置,接上软管和气体压强传感器,通过数字化信息处理系统记录下此时的体积V0与压强p0;b.用手握住注射器前端,开始缓慢推拉活塞改变气体体积;c.读出注射器刻度表示的气体体积V,通过数字化信息处理系统记录下此时的V与压强p;d.重复b、c两步操作,记录多组数据,作p-V图像.
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“>”“