新课标高中物理：气体的等温变化
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。
《气体的等温变化》 讲义
《气体的等温变化》讲义一、引入在我们的日常生活中，气体无处不在。
从我们呼吸的空气，到充满气球的氦气，气体的性质和变化影响着我们周围的世界。
在研究气体的各种性质和变化规律时，气体的等温变化是一个重要的基础概念。
想象一下，当我们给一个封闭的气球充气时，气球内气体的体积、压强会发生怎样的变化？如果我们在一个恒温的环境中进行这个操作，这就是气体的等温变化。
二、气体状态参量在深入探讨气体的等温变化之前，我们先来了解一下描述气体状态的几个重要参量。
1、压强（p）气体压强是指气体对容器壁单位面积上的压力。
它的单位有帕斯卡（Pa）、标准大气压（atm）等。
比如，一个轮胎内气体的压强决定了轮胎的支撑能力和稳定性。
2、体积（V）气体所占的空间大小就是体积。
通常用立方米（m³）、升（L）等作为单位。
像气球膨胀时，就是其内部气体体积增大。
3、温度（T）温度反映了气体内部分子热运动的剧烈程度。
在国际单位制中，温度的单位是开尔文（K）。
日常生活中，我们常用摄氏度（℃）来表示温度。
三、等温变化的实验探究为了更直观地了解气体的等温变化，我们可以通过实验来进行探究。
实验装置：一个带有活塞的密闭气缸，气缸内封闭一定质量的气体。
气缸上连接着压强计，用于测量气体的压强；同时，我们可以通过移动活塞来改变气体的体积，并测量相应的压强值。
实验过程：1、把气缸放入恒温槽中，保持温度恒定。
2、缓慢地推动活塞，减小气体体积，记录下不同体积时对应的压强值。
3、再缓慢地拉回活塞，增大气体体积，同样记录下对应的压强值。
实验数据处理：以体积 V 为横坐标，压强 p 为纵坐标，将测量得到的数据绘制在坐标系中。
四、玻意耳定律通过实验数据的分析，我们发现，在温度不变的情况下，气体的压强 p 与体积 V 成反比。
这一规律被称为玻意耳定律。
数学表达式为：pV ＝常数或者 p₁V₁＝ p₂V₂也就是说，如果气体的初始压强为 p₁，体积为 V₁，当状态发生变化后，压强变为 p₂，体积变为 V₂，那么它们之间满足 p₁V₁＝p₂V₂的关系。
气体的等温变化(高中物理教学课件)完整版5
解： 研究封密气体
80mm
初状态压强: p1 (768 750)mmHg 18mmHg
初态体积 :V1 80S
740mm
末状态压强: p2 ( p0 '740)mmHg
末状态体积 :V1 80S (750 740)S 90S
( A) A.D→A是一个等温过程 B.A→B是一个等温过程 C.A与B的状态参量相同 D.B→C体积减小，压强 减小，温度不变
例3.如图所示，一端开口、另一端 封闭的玻璃管内用水银柱封闭一定 质量的气体，保持温度不变，把管 子以封闭端为圆心，从开口向上的 竖直位置逆时针缓慢转到水平位置 的过程中，可用来说明气体状态变 化的p-V图像是 ( C )
注意：一个大气压代表的压强可以写成： p=1atm=76cmHg=ρ水银gh=1.013×105Pa
一.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。 这个过程叫做等温变化。
二.实验探究 1.实验装置：如右图 2.实验器材：铁架台、注射器、 橡胶套、气压计（压力表）、 刻度尺、游标卡尺
3.实验对象：被密封的一定质 量的空气
4.实验思路：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。
二.实验探究 5.数据测量： 空气柱的体积V：用刻度尺测量空气柱的长度l， 用游标卡尺测量注射器的内径d，算出横截面积S， 体积V＝S·l（有的注射器可以直接读出积V） 空气柱的压强p：从与注射器内空气柱相连的压力 表读取
四.气体等温变化的p－V图像
1.p－V图像：一定质量的气体的p－V图像为一条
《气体的等温变化》 讲义
《气体的等温变化》讲义一、引入同学们，在我们的日常生活中，气体无处不在。
从我们呼吸的空气，到汽车轮胎里的气体，再到气球中的气体等等。
而气体的性质和变化是物理学中一个非常重要的研究领域。
今天，咱们就来一起探讨一下气体的等温变化。
那什么是气体的等温变化呢？简单来说，就是在温度保持不变的情况下，气体的压强和体积所发生的变化。
二、气体的状态参量在深入研究气体的等温变化之前，咱们先来了解一下描述气体状态的几个重要参量。
首先是体积（V），它表示气体所占据的空间大小，单位通常是立方米（m³）或者升（L）。
然后是压强（p），它是气体对容器壁的压力与受力面积的比值，单位是帕斯卡（Pa）。
最后是温度（T），咱们常用的温度单位是摄氏度（℃），在物理学中，还有一个常用的温度单位是开尔文（K）。
这三个参量共同决定了气体的状态。
三、理想气体为了更好地研究气体的等温变化，我们先引入一个理想气体的概念。
理想气体是一种假设的气体模型，它具有这样的特点：气体分子本身的大小与气体分子之间的距离相比可以忽略不计；气体分子之间没有相互作用力；气体分子的碰撞是完全弹性碰撞。
虽然实际气体并不完全符合理想气体的条件，但在一定条件下，实际气体可以近似地看作理想气体，从而方便我们的研究。
四、实验探究接下来，咱们通过实验来探究气体的等温变化。
实验装置通常包括一个带有活塞的密闭容器，容器上连接着压强计，可以测量容器内气体的压强。
通过改变活塞的位置，来改变气体的体积，同时保持温度不变。
在实验中，我们会测量不同体积下气体的压强，并将数据记录下来。
经过多次实验，我们会发现，当温度不变时，气体的压强和体积之间存在着一定的关系。
五、玻意耳定律通过对实验数据的分析和总结，我们得到了一个重要的定律——玻意耳定律。
玻意耳定律指出：在温度不变的情况下，一定质量的气体，其压强与体积成反比。
用数学公式来表示就是：p₁V₁＝ p₂V₂（其中 p₁和 V₁是气体在初始状态下的压强和体积，p₂和 V₂是气体在变化后的压强和体积）这个定律为我们研究气体的等温变化提供了重要的依据。
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？
《气体的等温变化》课件
本PPT课件是关于气体的等温变化的介绍。通过本课件，您将了解气体等温 变化的定义、特点、图形表示、实际应用、意义和影响等内容。让我们一起 探索气体的神奇世界吧！
气体的等温变化：定义
气体的等温变化是指在恒定温度下，气体的体积和压力之间的关系变化。
等温过程的特点
1
定义
等温过程是指温度保持不变的情况下，气体发生的体积和压力变化。
2
原理
等温过程遵循理想气体状态方程 PV = nRT，其中 P 为压力，V 为体积，n 为物 质的物质量，R 为气体常数，T 为温度。
3
物理公式
Boyle's Law: PV = k （k为常数）
Charle's Law: V/T = k（k为常数）
气体等温变化的图形表示
等温图
等温图是表示气体等温变化的 图形，横轴为体积，纵轴为压 力，曲线为等温线。
等温线
等温线是等温变化曲线上的每 个点，表示相同温度下对应的 压力和体积。
示意图
示意图通过简化的图形展示了 气体等变化的基本特点。气体等温变化的实际应用
工业过程
气体等温变化广泛应用于工业过程中的气体压缩、液化和输送。
自然现象
气体等温变化在自然界中的应用包括大气压力变化、温度变化和气候现象。
实验示例
通过气体等温变化的实验，可以观察气体在相同温度下体积和压力的关系。
气体等温变化的意义和影响
• 运算过程中的注意事项 • 熵变与气体等温变化之间的关系 • 对系统能量的转化和传递的影响
总结与展望
通过本PPT课件的学习，您已经了解了气体的等温变化的定义、特点、图形 表示、实际应用、意义和影响。希望您对气体的等温变化有了更深入的理解。 继续探索气体世界的奥秘吧！
高中物理选三 第2节 气体的等温变化
等温变化的图像及应用
两种图线 内容
[学透用活] p-V1 图线
p-V 图线
图线 特点
物理意义
一定质量的气体，温度不 一定质量的气体，在温度
变时，p
与V1 成正比，在
p
1 -V
不变的情况下，p
与
V
成
图像上的等温线应是过原 反比，因此等温过程的 p-V
点的直线
图线是双曲线的一支
温度高低
一定质量的气体，温度越 直线的斜率为 p 与 V 的乘
[典例2] (2018·全国卷Ⅰ)如图，容积为 V 的汽缸由导热材料制 成，面积为 S 的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上 部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门 K。开 始时，K 关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为 p0。现将 K 打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为V8时，将 K 关闭， 活塞平衡时其下方气体的体积减小了V6 。不计活塞的质量和体积，外界温度保 持不变，重力加速度大小为 g。求流入汽缸内液体的质量。
第 2 节 气体的等温变化
1.知道什么叫作气体的等温变化。 2.学会通过实验的手段探究气体等温变化的规律，体验科学探究过程。 3.理解气体等温变化的 p -V 图像及其意义。 4.会用玻意耳定律进行有关计算。
一、探究气体等温变化的规律 1．填一填 (1)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。 (2)实验探究 ①实验装置：如图所示。
是不同的，B、D 正确，C 错误。 答案：ABD
3．如图所示，一定质量的封闭气体由状态 A 沿直线 AB 变化到状态 B，在此
过程中气体温度的变化情况是
()
A．一直升高 C．先升高后降低
2.2+气体的等温变化++教学设计2023-2024学年高二下学期物理人教版(2019)
《气体的等温变化》教学设计一、课标研究在《普通高中物理课程标准（2017 版 2020 年修订）》中将选择性必修三分为“固 体、液体和气体”、“热力学定律”、“原子与原子核”和“波粒二象性”四个主 题。
在对“固体、液体和气体”主题中关于气体实验定律的内容要求:1.通过实验，了解气体实验定律；2.知道理想气体模型；3.能用分子动理论解释气体压强和气体实验定律。
根据课标要求，本节课的教学中学生需通过实验（演示实验或者学生分组实验） 了解气体的等温变化，学习气体的玻意尔定律并能够用分子动理论和统计观点进行解 释，体会到物理模型的构建在解决真实情境下物理问题中的重要意义。
二、教材研究在人教版选择性必修第三册第二章第 2 节中，教材以探究性物理实验的方式展 开，在数据处理上采用了同时作“P -V”、“P -1/V”关系图的方式呈现实验数据，根 据图像所表征的物理规律直接总结出 P 与 1/V 成正比、 P 与 V 成反比的实验结论。
在注释部分解释了常量 C 具体与哪些因素有关，并在练习与应用环节进一步提升 难度，将本实验所探究的定量关系与图像信息结合，判断 P-V 图中的两条等温线的温 度高低，进一步锻炼学生的思维能力。
三、设计理念本节课以气球放飞这一真实情境为背景，有目的地提出系列问题和任务，引导学 生细致观察、主动发现、积极探索、实践体验，深层理解和掌握基础知识，解决实际 问题。
为突破教学难点使用气体压强传感器演示气体等温变化实验，让学生通过实践 动手、动脑和自主探究的活动学习物理规律和概念。
具体流程如下：放飞的氦气球在上升过程中最终爆裂气体等温变化的演示实验实验数据处理及误差分析 呈现实验结果回归实验定律等温线的两种表示及微观解释定量计算氦气球能达到的高度四、教学目标1.物理观念∶通过对气体等温变化的研究，了解玻意耳定律，形成气体的运动和学以致用渗透价值观教育定量探究构建新知定性认识启发思考突出重点把握考点实验探究归纳创设物理情境 理论应用实际树立物理观念相互作用观念。