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人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体2 气体的等温变化图片课件ppt
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体2 气体的等温变化图片课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了气体的状态参量，气体的等温变化，玻意耳实验，玻意耳定律的应用，玻璃管倒置问题等内容，欢迎下载使用。
夏天，打足气的自行车轮胎在烈日下暴晒会出现什么现象？
一只凹进去的乒乓球，怎样能使它恢复原状？
热力学温度的单位： K T = t ＋ 273 K
体积的单位：cm-3、m-3、L、mL等
压强的单位：atm、cmHg、Pa等
宏观上表示物体的冷热程度，微观上温度是物体分子平均动能的标志。
气体的体积是指气体分子所能达到的空间，等于容器的容积。
气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体压强，由分子对器壁的冲力引起。
2、气体的等温变化 一定质量的某种气体，温度不变的情况下，压强与体积的变化关系。
？一定质量的气体状态变化时，压强P、体积V、温度T三个状态量之间关系是什么呢？
3、玻意耳（马略特）定律
（1)内容：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：pV=C(常数，随温度、质量、气体的种类发生变化) 或p1V1=p2V2,
（4）适用条件：质量一定、温度不变
(5）使用范围：温度不太低，压强不太大
4、p-V图像（等温线）
过原点的直线 双曲线的一支
物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态。同一条等温线上的各点温度相同，即p与V乘积相同。
？同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断哪条等温线是表示温度较高的情形吗？
T2>T1
二、密闭气体压强的计算
气体压强产生的原因：大量分子无规则运动，频繁与器壁碰撞，宏观上对器壁产生了持续的压力。单位面积所受压力，叫压强。
一个空气分子，每秒钟与其它分子碰撞达65亿次之多。
（1）连通器原理（等压面法）：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面．由两侧压强相等列方程求解压强． 例如图中，同一液面C、D处压强相等pA＝p0＋ph.
（2）参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等，进而求得气体压强． 例如，图中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A，在其最低处取一液片B，由其两侧受力平衡可知 (pA＋ph0)S＝(p0＋ph＋ph0)S.即pA＝p0＋ph.
（3）受力平衡法：选与封闭气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强．
1、平衡态下液体封闭气体压强的计算
例1、求下列情况中密闭气体的压强
例1、在竖直放置的U形管内由密度为ρ的两部分液体封闭着两段空气柱。大气压强为p0，各部分尺寸如图所示。求A、B气体的压强。
所以pA＝p0＋ρgh1；pB＝p0＋ρg(h1－h2)
从A气体下端选取等压面，
则有 Pa=ρgh2+pB＝p0＋ρgh1，
例2.一圆形汽缸静置于地面上，如图所示。汽缸筒的质量为M，活塞的质量为m，活塞的面积为S，大气压强为p0。现将活塞缓慢向上提，求汽缸刚离开地面时汽缸内气体的压强。(忽略汽缸壁与活塞间的摩擦)
2、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强的计算
方法一：活塞 ：F＋pS＝mg＋p0S
活塞和汽缸整体：F＝(M＋m)g
3.容器加速运动时求封闭气体的压强
例3、如图所示，一个壁厚可以不计、质量为M的汽缸放在光滑水平地面上，活塞的质量为m，面积为S，内部封有一定质量的气体.活塞不漏气，摩擦不计，外界大气压强为P0，若在活塞上加一水平向左的恒力F（不考虑气体温度的变化），求汽缸和活塞以共同加速度运动时，缸内气体的压强多大？
方法一：对汽缸和活塞整体， F=（M+m）a； 对活塞P0S + F – PS = ma；
方法二：对汽缸和活塞整体， F=（M+m）a； 对气缸PS – P0S = ma；
（1）明确研究对象（气体）；（2）分析过程特点，判断为等温过程； （3）列出初、末状态的p、V值；（4）根据p1V1=p2V2列式求解；
利用玻意耳定律的解题思路
例4、水银气压计中混入一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空。当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的读数只有750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm。当这个气压计的读数为740mm水银柱时，实际的大气压相当于多高的水银柱产生的压强？设温度保持不变。
取密闭气体为研究对象，
例题5、(2017·全国卷Ⅲ)一种测量稀薄气体压强的仪器如图甲所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图乙所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。求：(1)待测气体的压强；(2)该仪器能够测量的最大压强。
研究对象：原来位于M和K1中的密闭气体
例6、如图所示，粗细均匀、上端开口且长 的玻璃管竖直放置，底部有一段长度为 的空气柱被水银封住，水银柱长为 ，现将波粒管以底端为轴缓慢的转到开口向下位置，假设整个过程温度保持不变，大气压强 ，求：当玻璃管转到开口向下时，求空气柱的长度
此时空气柱加水银柱得长度72+25=97cm已超过玻璃管总长，此答案不合理。说明在此过程中有部分水银流出。
方法锦囊： 先假设不溢出，对封闭气体研究，找出初、末态的P、V； 若为等温变化，根据玻意耳定律列式，对解答结果根据几何长度（几何体积）做出判断； 若不合理，说明要溢出水银； 再设末态空气柱长度为L/，再重新列式计算。
例7、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、压强与大气压强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强相同。打了20次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时的情况能够满足你的前提吗？
题型：充气、放气问题（变质量问题）
例8、(2016·全国卷Ⅱ)一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始 时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1 个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个 大气压时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，求 这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。
方法一：以最初瓶中所含得所有氧气为研究对象
夏天，打足气的自行车轮胎在烈日下暴晒会出现什么现象？
一只凹进去的乒乓球，怎样能使它恢复原状？
热力学温度的单位： K T = t ＋ 273 K
体积的单位：cm-3、m-3、L、mL等
压强的单位：atm、cmHg、Pa等
宏观上表示物体的冷热程度，微观上温度是物体分子平均动能的标志。
气体的体积是指气体分子所能达到的空间，等于容器的容积。
气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体压强，由分子对器壁的冲力引起。
2、气体的等温变化 一定质量的某种气体，温度不变的情况下，压强与体积的变化关系。
？一定质量的气体状态变化时，压强P、体积V、温度T三个状态量之间关系是什么呢？
3、玻意耳（马略特）定律
（1)内容：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：pV=C(常数，随温度、质量、气体的种类发生变化) 或p1V1=p2V2,
（4）适用条件：质量一定、温度不变
(5）使用范围：温度不太低，压强不太大
4、p-V图像（等温线）
过原点的直线 双曲线的一支
物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态。同一条等温线上的各点温度相同，即p与V乘积相同。
？同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断哪条等温线是表示温度较高的情形吗？
T2>T1
二、密闭气体压强的计算
气体压强产生的原因：大量分子无规则运动，频繁与器壁碰撞，宏观上对器壁产生了持续的压力。单位面积所受压力，叫压强。
一个空气分子，每秒钟与其它分子碰撞达65亿次之多。
（1）连通器原理（等压面法）：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面．由两侧压强相等列方程求解压强． 例如图中，同一液面C、D处压强相等pA＝p0＋ph.
（2）参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等，进而求得气体压强． 例如，图中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A，在其最低处取一液片B，由其两侧受力平衡可知 (pA＋ph0)S＝(p0＋ph＋ph0)S.即pA＝p0＋ph.
（3）受力平衡法：选与封闭气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强．
1、平衡态下液体封闭气体压强的计算
例1、求下列情况中密闭气体的压强
例1、在竖直放置的U形管内由密度为ρ的两部分液体封闭着两段空气柱。大气压强为p0，各部分尺寸如图所示。求A、B气体的压强。
所以pA＝p0＋ρgh1；pB＝p0＋ρg(h1－h2)
从A气体下端选取等压面，
则有 Pa=ρgh2+pB＝p0＋ρgh1，
例2.一圆形汽缸静置于地面上，如图所示。汽缸筒的质量为M，活塞的质量为m，活塞的面积为S，大气压强为p0。现将活塞缓慢向上提，求汽缸刚离开地面时汽缸内气体的压强。(忽略汽缸壁与活塞间的摩擦)
2、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强的计算
方法一：活塞 ：F＋pS＝mg＋p0S
活塞和汽缸整体：F＝(M＋m)g
3.容器加速运动时求封闭气体的压强
例3、如图所示，一个壁厚可以不计、质量为M的汽缸放在光滑水平地面上，活塞的质量为m，面积为S，内部封有一定质量的气体.活塞不漏气，摩擦不计，外界大气压强为P0，若在活塞上加一水平向左的恒力F（不考虑气体温度的变化），求汽缸和活塞以共同加速度运动时，缸内气体的压强多大？
方法一：对汽缸和活塞整体， F=（M+m）a； 对活塞P0S + F – PS = ma；
方法二：对汽缸和活塞整体， F=（M+m）a； 对气缸PS – P0S = ma；
（1）明确研究对象（气体）；（2）分析过程特点，判断为等温过程； （3）列出初、末状态的p、V值；（4）根据p1V1=p2V2列式求解；
利用玻意耳定律的解题思路
例4、水银气压计中混入一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空。当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的读数只有750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm。当这个气压计的读数为740mm水银柱时，实际的大气压相当于多高的水银柱产生的压强？设温度保持不变。
取密闭气体为研究对象，
例题5、(2017·全国卷Ⅲ)一种测量稀薄气体压强的仪器如图甲所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图乙所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。求：(1)待测气体的压强；(2)该仪器能够测量的最大压强。
研究对象：原来位于M和K1中的密闭气体
例6、如图所示，粗细均匀、上端开口且长 的玻璃管竖直放置，底部有一段长度为 的空气柱被水银封住，水银柱长为 ，现将波粒管以底端为轴缓慢的转到开口向下位置，假设整个过程温度保持不变，大气压强 ，求：当玻璃管转到开口向下时，求空气柱的长度
此时空气柱加水银柱得长度72+25=97cm已超过玻璃管总长，此答案不合理。说明在此过程中有部分水银流出。
方法锦囊： 先假设不溢出，对封闭气体研究，找出初、末态的P、V； 若为等温变化，根据玻意耳定律列式，对解答结果根据几何长度（几何体积）做出判断； 若不合理，说明要溢出水银； 再设末态空气柱长度为L/，再重新列式计算。
例7、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、压强与大气压强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强相同。打了20次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时的情况能够满足你的前提吗？
题型：充气、放气问题（变质量问题）
例8、(2016·全国卷Ⅱ)一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始 时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1 个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个 大气压时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，求 这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。
方法一：以最初瓶中所含得所有氧气为研究对象
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