高二物理气体的等温变化
人教版高二物理选修3-3第八章课件 8.1 气体的等温变化
二.等温变化图象
1、特点:
(1)等温线是双曲线的一支
T2
T1
(2)温度越高,其等温线离原点越远
2、图象意义:
(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系
(2)图像上每点的意义: 每一组数据---反映某一状态
谢谢！
、 温度 三个
（1）对于一定质量的气体，如果温度、体积、压强这三个 量 保持不变，我们就说气体处于一定的状态中。
（2）如果三个参量中有两个参量发生改变，或者三个参 量都发生了变化，我们就说气体的状态发生了改变。
二、探究气体等温变化的规律
1、气体等温变化：一定质量的气体，在温度不变的条 件下，其压强与体积变化的关系 2、实验探究： （1）实验器材：“新的”智能数字实验盘，注射器
第1节 气体的等温变化
课题的引入：
用热水烫一下可以使凹进去的兵乓球可使其恢复原状.
课题的引入：
打足气的自行车在烈日下暴晒，常常会爆胎，为什么？ 车胎内的气体因温度T升高而压强P增大，体积V膨胀。
一、气体的状态及参量
1、研究气体的性质，用 压强 、 体积 物理量描述气体的状态。
2、气体状态和状态参量的关系：
例1、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。
例2、汽车轮胎的容积是2.5×10－2m3，轮胎原有 1atm的空气。向轮胎内打气，直至压强增加到8atm 为止。应向轮胎里打进1atm的多少体积的空气？ （假设温度不变）
T1
2.
问题：t1和t2哪个表示的温度高？
特点：斜率越大温度越高。
五、利用玻意耳定律解题的基本思路
(1)明确研究对象并判断是否满足玻意耳定律成立的条件。 (2)明确状态参量：找出气体状态变化前后的两组p、V值。 (3)列方程、求解：注意各参量要统一单位。 (4)检验结果 在等温变化中，有时列方程求解会得到两个结果，应通过 合理性的检验决定取舍。
高二物理气体的等温变化知识点
高二物理气体的等温变化知识点气体的等温变化是指在恒定的温度下，气体所发生的体积变化。
在高二物理学习中，理解气体的等温变化对于建立对气体性质的深入认识至关重要。
在本文中，我们将详细介绍高二物理气体的等温变化的知识点。
一、气体的等温过程与特点气体的等温过程是指气体在恒定温度下发生的变化。
在等温过程中，气体的温度保持不变，因此气体分子的平均动能也保持不变。
根据理想气体状态方程P V = nRT，可以得出等温过程中气体体积和压强之间的关系为 P₁V₁=P₂V₂，即等温变化下气体的体积和压强成反比。
二、气体的等温膨胀与等温压缩1. 气体的等温膨胀在等温膨胀情况下，气体受热后体积增大，但压强保持不变。
根据等温变化公式P₁V₁=P₂V₂，可得知等温膨胀中气体体积的增大是由于压强的减小引起的。
2. 气体的等温压缩在等温压缩情况下，气体受到外界的压力使其体积减小，但压强保持不变。
根据等温变化公式P₁V₁=P₂V₂，可得知等温压缩中气体体积的减小是由于压强的增加引起的。
三、等温变化中的功与热量转化在气体的等温变化过程中，气体与外界发生的功与热量之间存在转化关系。
根据热力学第一定律，气体的内能变化等于外界对气体所做的功与热量的代数和。
等温膨胀中，气体受到外界的压力使其体积增大，外界对气体做正功。
根据热力学第一定律，气体的内能增加，这部分内能增加来自外界对气体所做的功。
等温压缩中，气体受到外界的压力使其体积减小，气体对外界做正功。
根据热力学第一定律，气体的内能减少，这部分内能减少转化为外界对气体所做的功。
四、实际气体的等温变化在实际气体的等温变化过程中，受到分子间相互作用力的影响，不再满足理想气体状态方程。
此时，气体的体积与压强之间的关系将有所差异。
实际气体的等温膨胀中，由于分子间的相互作用力，气体的体积增大的程度会受到一定的限制，体积增加的压强下降速度也会减小。
实际气体的等温压缩中，由于分子间的相互作用力，气体的体积减小的程度会受到一定的限制，体积减小的压强增加速度也会减小。
高中物理第八章气体第1节气体的等温变化讲义含解析新人教版选修3_32019041211
第1节气体的等温变化1.一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系，叫做气体的等温变化。
2．玻意耳定律：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pV ＝C 。
3．等温线：在p V 图像中，用来表示温度不变时，压强和体积关系的图像，它们是一些双曲线。
在p 1V图像中，等温线是倾斜直线。
一、探究气体等温变化的规律 1．状态参量研究气体性质时，常用气体的温度、体积、压强来描述气体的状态。
2．实验探究二、玻意耳定律 1．内容一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。
2．公式pV ＝C 或p 1V 1＝p 2V 2。
3．条件气体的质量一定，温度不变。
4．气体等温变化的pV图像气体的压强p随体积V的变化关系如图所示，图线的形状为双曲线，它描述的是温度不变时的pV关系，称为等温线。
一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。
1．自主思考——判一判(1)一定质量的气体压强跟体积成反比。
(×)(2)一定质量的气体在温度不变时压强跟体积成正比。
(×)(3)在探究气体压强、体积、温度三个状态参量之间关系时采用控制变量法。
(√)(4)玻意耳定律适用于质量不变、温度变化的气体。
(×)(5)在公式pV＝C中，C是一个与气体无关的参量。
(×)2．合作探究——议一议(1)用注射器对封闭气体进行等温变化的实验时，在改变封闭气体的体积时为什么要缓慢进行？提示：该实验的条件是气体的质量一定，温度不变，体积变化时封闭气体自身的温度会发生变化，为保证温度不变，应给封闭气体以足够的时间进行热交换，以保证气体的温度不变。
(2)玻意耳定律成立的条件是气体的温度不太低、压强不太大，那么为什么在压强很大、温度很低的情况下玻意耳定律就不成立了呢？提示：①在气体的温度不太低、压强不太大时，气体分子之间的距离很大，气体分子之间除碰撞外可以认为无作用力，并且气体分子本身的大小也可以忽略不计，这样由玻意耳定律计算得到的结果与实际的实验结果基本吻合，玻意耳定律成立。
第二课 气体的等温变化(课件)高二物理(人教版2019选择性必修第三册)
二、玻意耳定律
1、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。
p1 v
2、公式表示 pV 常量 或者 p1v1 p2v2
3、玻意耳定律的适用条件： 压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温比较）的任何
气体。
三、气体等温变化的p-V 图像
p
等温线
·A ·B
0
双曲线的一支
B.实验中为找到体积与压强的关系,一定要测量空气柱的横截面积
C.为了减小实验误差,可以在柱塞上涂润滑油,以减小摩擦
D.处理数据时采用
P
1 V
图像,是因为
P 1 图像比p-V图像更直观
V
小试牛刀
5.一个气泡从水底升到水面上时，它的体积增大2倍，设水的密度为ρ＝1×103kg/m3， 大气压强p0＝1.0×105Pa，水底与水面温差不计，求水的深度。(g＝10m/s2)
V/mL 8
6
12
14
1/V 0.13 0.17 0.08 0.07
p/kPa
180 160 140 120 100
80 60 40 20
0 0
气体等温变化p-V图像
5
10
p/kPa
180
160
140
120
100
80
60
40
V/mL 20
0
15
0
气体等温变化p-1/V图像
0.05
0.1
0.15
1/V
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。请思考： (1)上升过程中，气泡内气体的温度发生改变吗？ (2)上升过程中，气泡内气体的压强怎么改变？ (3)气泡在上升过程中体积为何会变大？
高二物理气体的等温变化
8.1 气体的等温变化
研究气体等温变化的规律
明确研究对象： 被封闭的气体
注意事项： 防漏气、保温
1 m
对甲图，管内空气压强
p1 p0 gh1
V1 l1s
体积
F m
对乙图，管内空气压强
p2 p0 gh2
V2 l2 s
体积
玻意耳定律
一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压 1 强跟体积成反比，
p2 1.0 10 Pa
5
Hale Waihona Puke V2 ? L根据波意耳定律
p1V1
p1V1 20 105 10 p2V2 解得V2 L 200 L 5 p2 1.0 10
10 L 100% 5% 200 L
剩下的气体为原来的
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例题
某个容器的容积是10L，所装气体的压强是 2×106 Pa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 1×105Pa.
分析： 可认为气体膨胀过程等温变化，
设容器原装气体为研究对象。 初态 p1 2 10 6 Pa
V1 10 L
末态
V1 10L T1 T
p
公式表示
pV 常量 或者
v
p1v1 p2 v2
玻意耳定律的适用条件： 压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温 比较）的任何气体。
气体等温变化的图象
气体作等温变化时，p-V 图象形状为双曲线，它描 述的是等温变化，所以也 称为等温线
1 p 图象 在坐标轴中的两条等温线表 p-V图象 V 示的温度t1、t2哪个大？
高二物理气体的等温变化1
气体等温变化的p-v图像
p
t2 t1
0
V
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
利用玻意耳定律解题的基本思路
（1）明确研究对象； （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； （5）讨论结果。
（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
探究结论：
在温度不变时，压强p 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
p=p0+h
探究方法： 控制变量法
控制变量法：在实验中研究三个物理量的关 系时，先保持一个量不变，研究另外两个 量的关系；然后再保持另一个量不变，研 究剩余两个量的关系，最后把研究结果结 合起来，这种方法叫做控制变量法
基础知识：
等温变化： 气体在温度不变的状态下， 发生的变化叫做等温变化。
猜想
讨论回答：
1、气体的等温变化
1、描述气体的状态参量有哪些？
温度（ T ）、体积（ V ）和压强（ p ）
2、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
p p0
h
p=p0-h
B
h
A
C
h
高二物理气体的等温变化(1)
p
3、图象：
等温线
p1V1=p2V2 p
v
1/V
一定质量的气体在温度不变的情况下
应用： 例1：一根长为L=50cm、一端封闭的粗细均匀的
细玻璃管，用一段h=20cm的水银柱将一部分空气封
闭在细玻璃管管开口向上竖直放置时，
管内空气柱的长度? （大气压强为 P0=76cmHg，全
气体的等温变化
青岛第九中学 高丽娟
夏天给轮胎充气，应注意什么？
实验装置：
如何保证气体的温度不变？
手不要碰封闭端的玻璃管，并且缓慢推拉 活塞，给气体与环境进行热交换的时间。
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
条件： m一定，T不变
2、公式： pV = C 或
百分之几？设大气压是1.0×105Pa。
解：初状态：P1= 20×105Pa
V1= 10L
末状态: P2= 1.0×105Pa
V2=?
由玻意耳定律得：P1V1=P2V2
V2 = P1V1 / P2 = 200L
n = 10/200 = 5%
谢 谢！
过程中气体温度不变）
20cm
解：初状态：P1= 76cmHg
V1= L1s
末状态: P2= (76+20 )cmHg =96cmHg
V2=L2S
20cm
由玻意耳定律得：P1V1=P2V2 即P1L1S=P2L2S L2 = P1L1 / P2 ≈8cm
mv02 2
练习：
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
气体的等温变化-高二物理课件(人教版2019选择性必修第三册)
导入新课 复习气体的状态参量
1. 气体的状态参量
压强 p，单位：Pa（帕斯卡）
体积 V，单位：有L、mL等
热力学温度T ：开尔文T = t ＋ 273 K
2. 气体的等温变化：
一定质量的气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的变化关系。
一、探究气体等温变化的规律
等温变化：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。
D．压强的测量值偏小
高中物理选择性必修第三册
第二章：气体、固体和液体
第2节:
气体的等温变化
7．某同学用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验，操作完全正确，根据实验
数据却在p、V图上画出了两条不同的双曲线如图所示，造成这种情况的可能原因是
（ A ）
①两次实验中空气质量不同
②两次实验中温度不同
③两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同
压强p：从压力表读取。
体积V：因为横截面积S
一定， 以空气柱
的长度l 代表 气
体的体积。
一、探究气体等温变化的规律
用传感器探究气体等温变化的规律
读数次数
压强/KPa
体积/ml
1
2
101.10 124.80
10
8
3
4
5
159.40
84.90
72.80
12
14
6
探究气体等温变化的规律
三、数据处理：
读数次数
V/ml
P/kpa
1
10
101.1
2
8
124.8
3
6
159.4
4
12
84.9
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《气体的等温变化》教学设计
山东省利津县第一中学毛建军
【教材分析】
教材首先从日常生活中感知气体的压强、体积、和温度之间有一定的关系，而没有从对气体的三个状态参量进行逐一描述，尝试用科学探究的方法研究物理问题的一个具体实施过程。
教材试图给学生留下必要的时间和空间（包括心理空间、思维空间），并让学生利用这些“空白”式的自主活动，自己建构、探索知识，逼近真实的探究结论。
但是给出实验的基本思路，以使学生体会探究的基本要素。
对于数据的处理也有提示，给学生一定的自由度但又不撒手不管，这是提高学生实验和探究能力较好的途径。
【教学设计思路】
一、为学生创造更大的空间，培养学生的发散思维的探究能力
这样学生会在知觉中情不自禁地产生一种紧张的“内驱力”，并促使大脑积极兴奋地思考活动，从而达到内心的平衡，获得感受的愉悦。
主要从三个方面考虑：1．和谐宽松的课堂气氛，师生平等的交流与学习，使学生带着愉悦的心情探究学习，思维得到最大限度的绽放。
2．是问题的创设，问题设置的越是具体表面上看来学生越是容易回答，但是学生总是在狭窄的思维胡同中去观察和思考，如井底之蛙。
而过分的散乱会使学生很盲从，因此力争做到形散而神不散。
3、实验条件的创设实验条件创设的越是理想，实验结果越是理想。
但是学生感受不到物理学家的探究历程。
感受不到模型与实际的差距。
不利于误差的分析和物理在实际应用中模型的建立。
二、允许接受学生的错误
物理定律的建立过程往往经过漫长的过程，无数次的失败。
让学生清楚一个定律的发现不可能通过几次简单的测量就得出的，我们只不过是通过实验对自然规律的探究有所体验。
因此接纳学生失败，共同分析失败和产生误差的原因。
有时没有失败的收获是不牢固的。
三、重视过程和方法
知识的东西一生中任何时候均可获得，但方法性的东西获得一生中却有关键时期。
实验的结果重要，但过程的方法更重要。
探究的要素，实验的基本环节，控制变量，物理量转换，团结协作的精神等。
【教学目标】
一、知识与技能
1．通过实验确定气体的压强与体积之间的关系。
2．玻意耳定律的内容。
二、过程与方法
1．培养良好的实验习惯。
2．掌握研究两个以上物理量之间关系常用的方法──控制变量法。
三、情感态度价值观
1．通过探究性实验，培养发现和解决问题的能力，体验学习的乐趣。
2．养成团结协作、分享成果、勇于纠正错误的良好习惯。
【教学重点】
1．实验设计和数据处理。
2．玻意耳定律的内容。
【教学过程】
一、气体状态的描述
对比对运动物体的描述参量、指出一定质量的气体压强P、体积V、温度T一定时，气体便为一个稳定的状态．
二、实验探究
录像展示：一定质量的气体在温度相等时，压强与体积的关系，一定质量的气体在体积相等时，压强与温度的关系──培养学生的观察、发现问题的能力，同时渗透确定二个以上物理量之间关系时常用的方法──控制变量法。
猜想与假设：通过视频猜想加速度与力和质量的关系。
进一步引导学生猜想它们的数学关系。
制定计划与设计实验：这是本节课的一个重点。
实验的方案很多，但本节是要学生根据提供的器材来探究气体的压强与温度的关系。
为了不限制学生的思维，整个设计过程由学生完成展示，并相互补充。
让学生在交流中相互提高和学习，渗透情感态度价值观的教育。
内容包括如何探究p与V之间的关系、测量哪些量、控制哪些量、改变哪些量、需要哪些器材、实验步骤怎样等。
进行实验与收集证据：学生分组进行，老师巡视指导学生发现问题，及时解决问题。
没
有给学生完全设计好的表格，尽管是很小的一个事情，主要还是想逐渐地消除学生的依赖性。
现在相当多学生在收集数据时如果没有现成的表格就不知道如何记录和处理数据。
分析与论证：同设计实验，本环节也是一个重点。
这是培养学生分析问题、解决问题能力环节。
为了不限制学生的思维完全交给了学生。
可共同讨论釆用什么方法处理收集到的数据？例如：p1/p2=V2/V1、p1V1＝p2V2、p－V图象、p－1/V图象。
怎样解释你所收集到数据中的规律？能否验证你的猜想？
交流与合作：通过数据分析与论证和汇总，请同学们自己得出结论，分别用不同的方法来描述（文字、数学表达式、图象）
三、玻意耳定律
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。
公式：或pV=常量、p1V1=p2V2
图象：
理解与应用：
（1）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？
（2）水银气压计中混入了一个气泡，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，这个水银气压计的计数为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，实际的大气压是多少？设温度保持不变。
（3）如图中有两条等温线，你能判断哪条等温线表示的温度比较高吗？你是根据什么理由做出判断的？。