8.1 气体的等温变化(修改稿)
8.1气体的等温变化
8.1 气体的等温变化【自主学习】一、气体的状态及参量研究气体的性质，用 、 、 三个物理量描述气体的状态。
描述气体状态的这三个物理量叫做气体的 。
二、玻意耳定律1、英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现：一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强p 与体积v 成 。
这个规律叫做玻意耳定律。
2、玻意耳定律的表达式：pv=C （常量）或者 。
其中p 1 、v 1和p 2、v 2分别表示气体在1、2两个不同状态下的压强和体积。
三、气体等温变化的p —v 图象一定质量的气体发生等温变化时的p —v 图象如图8—1所示。
图线的形状为 。
由于它描述的是温度不变时的p —v 关系，因此称它为 线。
一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。
1、 在图8—1中，一定质量的气体，不同温度下的两条等温线，判断t 1、t 2的高低。
2、 画出p —V1图象，说明图线的形状，图线的斜率与温度的关系。
【疑难问题】v 图8—1【典型例题】例1、一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的n 倍，则压强变为原来的 倍A 、2nB 、nC 、1/nD 、2/n例2、一个容积是10升的球，原来盛有1个大气压的空气，现在使球内气体压强变为5个大气压，应向球内打入 升1个大气压的空气（设温度不变）例3、如图8—9所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段水银柱h 1封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内外水银面高度差为h 2，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是（ ）A 、h 2变长B 、h 2变短C 、h 1上升D 、h 1下降 例4、如图8—10所示，横截面积为0.01m 2的气缸内被重G=200N 的封闭了高30cm 的气体。
已知大气压P 0=1.0×105Pa ，现将气缸倒转竖直放置，设温度不变，求此时活塞到缸底的高度？例5、潜水艇的贮气筒与水箱相连，当贮气筒中的空气压入水箱后，水箱便排出水以使潜水艇浮起。
8.1-8.2气体的等温等容等压变化
问题
1、图8.1-5中有什么特点？并完成20页的 “思考与讨论”。 2、观察图8.2-1，体积与斜率有何关系？观 察图8.2-2，压强与斜率又有何关系？ 3、以上结论的共同条件是什么？
小实验
能吹起气球吗？
？
dengrong.avi
同学们观察到什么现象？
dengwen.avi
• 研究对象:一定质量的气体
• 适用条件:温度保持不变化
• 适用范围：温度不太低，压强不太大
二、气体的等容变化
1.内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它 的压强与热力学温度成正比。查里定律 2.公式： p
P1 T1 P2 T2 CT或 来自1 T2p T C
或
p1 P2
一定质量的气体的P—T图线 其延长线过原点。 判断哪条等容线表示的是体 积大? V <V
A.玻璃管内气体体积减小; B.玻璃管内气体体积增大; C.管内外水银面高度差减小; D.管内外水银面高度差增大.
2、一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所 示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温 度（ B ） A、一直下降
B、先上升后下降
C、先下降后上升
D、一直上升
3、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低时： A、压强减小，密度减小； D B、压强减小，密度增大； C、压强不变，密度减小； D、压强减小，密度不变 4、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中正 D 确的是： A、气体压强的改变量与摄氏温度成正比； B、气体的压强与摄氏温度成正比； C、气体压强的改变量与热力学温度成正比； D、气体的压强与热力学温度成正比。
不同压强下的等压线, 斜率越大,压强越小.
8.1 气体的等温变化
8.1 气体的等温变化
【复习回顾】
本节课要学习的内容与下列这些知识有着密切的联系请同学们快速回顾，自 由回答。 1、研究气体的性质，通常用哪几个物理量描述气体的状态？ 2、温度是表示什么的物理量？在国际单位制中，用什么温标表示温度？单
位和符号分别是?它和常用的摄氏温度有什么换算关系？
动态∑F外=ma
【方法二】平衡条件法
对于用液柱、活塞等封闭在静止容器内的气体压强，可对液柱、活塞等进
行受力分析，然后根据平衡条件求解。
【例题1】如图甲所示，汽缸截面积为S，活塞质量为M。在活塞上放置质
量为m的铁块，设大气压强为p0，试求封闭气体的压强。 解：以活塞为研究对象，受力分析如图乙所示。
由平衡条件得：Mg+mg+p0S=pS。
量发生变化，而其它两个参量不变的情况？请举例说明。
特别提醒：
气体的三个状态参量（P、V、T）发生变化时，不会出现只变其中一个 状态参量，另外两个参量均不变的情况。即当一个状态参量发生了变化， 另外的两个状态参量至少有一个状态参量随之发生变化。
二、气体压强的计算方法 【方法一】参考液片法（等压面法） 1、主要依据：液体静止力学知识 ①液面下h深处的压强为p=ρgh或p=F/s；（h表示液体的竖直高度） ②液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为p=p0+ρgh； ③帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的压强能够大小不变地由 液体（或气体）向各个方向传递；（注意：适用于密闭静止的液体或气体） ④连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平 面上的压强是相等的。
【课堂练习】计算下面几幅图中封闭的气体的压强
m S
m S
m S M
人教版高中物理选修33(课件)：8.1气体的等温变化
温度不变的条件下其压强与体积之间存在的关系，叫做等温变化．
2．实验探究
实验器材
铁架台、注射器、气压计等
研究对象 (系统)
注射器内被封闭的空气柱
数据收集
压强由气压计读出，空气柱体积(长度)由刻度尺读出
数据处理 以压强 p 为纵坐标，以体积的倒数V1 为横坐标作出 p－V1 图象
图象结果
p－V1 图象是一条过原点的直线
提示： 柱塞上涂润滑油防止漏气，以保证气体的质量不变。缓慢移动柱 塞，手不与筒接触，以保证气体的温度不变.
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/212021/11/212021/11/212021/11/21
3 新课堂·互动探究 知识点一 封闭气体压强的计算
【答案】 B
教学设计4：8.1气体的等温变化
1 气体的等温变化【教材分析】“气体的等温变化”是普通高中课程标准实验教科书·物理（选修3-3）（人民教育出版社，2007年版）第八章第一节内容。
在上一章中，学生已经学习了分子动理论，为本章的学习打下了基础。
作为理想气体三大实验定律之首，学好本节内容，掌握其科学探究的方法，为学生学习“气体的等容变化”及“气体的等压变化”作铺垫。
因此，这节课在教材中起到了承上启下的重要作用。
本节课的教学要求是“探究气体等温变化”，这是课程目标中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。
在前面的学习中，学生对探究式教学已有一定的基础，并了解科学探究的一般方法与探究程序。
因此，在本节内容实施教学的过程中，学生在教师的引导下进行自主探究，鼓励学生自己完成探究的每一个过程，如提出疑问、猜想与假设、实验设计、实验数据采集与处理、实验结论的分析与评估。
从而进一步培养学生科学探究能力和创新精神。
【学情分析】在学习这节内容之前，学生已经对气体有了感观上的认识，并且通过分子动理论的学习，积累了一定的理论基础。
但是分子动理论过于抽象，学生通过对力学的学习，已经习惯对看的见摸的着的宏观物体进行状态和过程的分析，对于看不见摸不着的气体，学生感性上可能认识不到位。
气体是选修3-3中的核心内容。
而本章理想气体三大实验，又是重中之重。
因此，学好本节内容，为学生本章后面知识的学习奠定扎实的基础。
另外，培养学生对本节课内容的兴趣，可以为本章学习提供饱满激情的学习基调。
【教学目标】知识与技能1、理解一定质量的气体，在温度不变的情况下气体压强和体积的关系；2、会通过实验的手段研究问题，探究物理规律，学习用电子表格与图像对实验数据进行分析和处理，体会科学探究过程；3、理解气体等温变化p-V图像的物理意义；4、会用玻意耳定律计算有关问题。
⏹过程与方法1、通过生活中的一些实例，激发学生兴趣，启发他们大胆猜想；2、通过观察和实验探究气体压强和体积的关系。
8.1气体的等温变化
由活塞受力平衡得：p2 S p0 S mg mg 5 p p 1 . 2 10 Pa, V2 L2 S 末态： 2 0 S 由玻意耳定律 p1V1 p2V2 得
p1L1 p2 L2
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p1 L1 L2 10cm p2
8.1《气体的等温变化》
用注射器密闭一定质量的空气，缓慢地推 动和拔出活塞，观察活塞中空气体积和压 强的变化？ 体积减小时， 压强增大
压强减小 体积增大时，
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猜想
一定质量的气体温度不变时，压强与
体积成反比
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8.1《气体的等温变化》
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实验装置 ：
欲使管中气体 体积减小，压 强增大，应怎 样操作？
2、公式表述：pV=C（常数） 或p1V1=p2V2 3、条件:气体质量一定且温度不变 4、适用范围：温度不太低，压强不太大
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8.1《气体的等温变化》
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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。 解：以气体为研究对象，
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8.1《气体的等温变化》
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英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各 自通过实验发现：一定质量的气体，在温 度不变时发生的状态变化过程，叫做气体 的等温变化。 想一想： 温度不变时，一定质量气体的压强和体积 之间有什么关系？
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8.1《气体的等温变化》
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①怎样保证气体的质量是一定的？ ②怎样保证气体的温度是一定的？
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气体的等温变化PPT教学课件
2、鸟类是我们的朋友，我们应该保 护鸟类。
画眉
伯劳
伯劳
黄鹂织 布 鸟来自（1）介绍实验装置(2)观察实验装置，并回答：
①研究哪部分气体？
②怎样保证M不变? （L·S） ③A管中气体体积怎样表示？
④阀门a打开时，A管中气 体压强多大？阀门a闭合时 A管中气体压强多大？
（p0）
⑤欲使A管中气体体积减小，压强增大，B管应怎样操 作？写出A管中气体压强的表达式 （p=p0+ρgh） ⑥欲使A管中气体体积增大，压强减小，B管应怎样操 作？写出A管中气体压强的表达式 （p=p0-ρgh） ⑦实验过程中的恒温是什么温度？为保证A管中气体 的温度恒定，在操作B管时应注意什么？（缓慢） (3)实验数据
高中物理新人教版 选修３- ３系列课件
第八章《气体》
8.1《气体的等温变化》
教学目标
1．知识要求： （1）知道什么是等温变化；（2）知道玻意耳定律是实验定
律；掌握玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用条件。 （3）理解气体等温变化的 p-V 图象的物理意义（4）知道 用分子动理论对玻意耳定律的定性解释； （5）会用玻意耳定律计算有关的问题。 2．能力要求： 通过对演示实验的研究，培养学生的观察、分析能力和从 实验得出物理规律的能力。 3．方法要求： 当需要研究两个以上物理量间的关系时，先保持某个或某 几个物理量不变，从最简单的情况开始研究，得出某些规 律，然后再进一步研究所涉及的各个物理量间的关系。
类群
涉禽类
喙、颈、腿、 善于在浅水 脚趾都很长 中行走和啄
取食物
鹭类 鹤类 鹳类
游禽类
喙大宽而扁平
足短
善于游泳
趾间有蹼
雁类、鸥类 鹅类、鸭类
气体的等温变化
【实验探究】
（1）实验目的： 在温度保持不变时，研究一定质量气体 的压强和体积的关系 （2） 实验装置1
实验装置2
（3）实验数据的测量及分析
动手体验定性关系
（等温变化过程中压强与体积的关系）
结论：V减小，P增大
猜想： P、V
反比
①.我们的研究对象是什么? ②.实验需要测量的物理量? ③.怎样保证实验过程温度不变? ④.怎样保证气体质量不变? ⑤.要使密封的气体的压强，体积变化，
例4. 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百分之几？设大气 压是1.0×105Pa。 解 设容器原装气体为研究对象。
初态 p1=20×105Pa 末态 p2=1.0×105Pa V1=10L V2=？L T1=T T2=T
(2)液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为
p= p0+ gh
(3)帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的压 强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传 递（注意：适用于密闭静止的液体或气体） (4)连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体 不间断）的同一水平面上的压强是相等的。
2.计算的方法步骤
解： P1=P0=72cmHg，V1=10S， P2=P0+18＝90cmHg V2＝(10-x)S 由玻意耳定律有P1V1= P2V2代入数据解得x=2cm 注入水银长度为18+2x=22cm
例3 密闭圆筒内有一质量为100g的活塞，活塞与圆筒 顶端之间有一根劲度系数k=20N/m的轻弹簧；圆筒放 在水平地面上，活塞将圆筒分成两部分，A室为真空， B室充有空气，平衡时，l0=0.10m，弹簧刚好没有形 变如图所示．现将圆筒倒置，问这时B室的高度是多 少？