1 1、气体的等温变化、气体的等温变化小实验小实验？同学们观察到什么现象？同学们观察到什么现象？h玻意耳实验的示玻意耳实验的示意图意图实验数据的处理实验数据的处理实验数据的处理实验数据的处理实实验验次次数数 12345压强（压强（105Pa)3 . 0 2.5 2 . 0 1 . 5 1 . 0体体积积( L ) 1 . 3 1.6 2 . 0 2 . 7 4 . 0p p/10 Pa5V V1 12 23 30 01 12 23 34 4P增大，V减小，P,V间到底什么关系？猜想！思考与讨论p p/10 Pa10 Pa51/V V1 12 23 30 00.20.20.40.40.60.60.80.8实实验验实验结论实验结论玻意耳定律玻意耳定律文字表述1一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。公式表示2pV=常数 或p1V1=p2V2图像表述（等温线）3p1/V0Vp0AA使用范围4温度不太低，压强不太大物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态。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，即同一条等温线上的各点温度相同，即p p与与V V乘积相同。乘积相同。同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判同一气体，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？你是根断哪条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根断哪条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根断哪条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？据什么理由作出判断的？据什么理由作出判断的？据什么理由作出判断的？思考与讨论Vp1230结论:t3t2t1不同温度下的等温线，离原点越远,PV乘积越大，温度越高。气体等温变化的气体等温变化的p-vp-v图像图像（1 1 1 1）明确研究对象（）明确研究对象（）明确研究对象（）明确研究对象（一定质量的气体一定质量的气体一定质量的气体一定质量的气体）；）；）；）；（2 2 2 2）分析过程特点，判断为等温过程；）分析过程特点，判断为等温过程；）分析过程特点，判断为等温过程；）分析过程特点，判断为等温过程； （3 3 3 3）列出初、末状态的）列出初、末状态的）列出初、末状态的）列出初、末状态的p p p p、V V V V值；值；值；值；（4 4 4 4）根据）根据）根据）根据p p p p1 1 1 1V V V V1 1 1 1=p=p=p=p2 2 2 2V V V V2 2 2 2列式求解；列式求解；列式求解；列式求解；一、归纳总结：利用玻意耳定律的解题思路1、某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20105Pa。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1.0105Pa。二、就容器而言，里面气体的跑了，似乎是变质量问题，但是若我们视容器内气体“出而不走”，那么质量就不变了。大展身手解：设容器原装气体为研究对象初态 p1=20105Pa V1=10L末态 p2=1.0105Pa V2=？由玻意耳定律 p1V1=p2V2得即剩下的气体为原来的5。2、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空气打进去,如果足球在打气前就已是球形，内部空气压强与大气压相同,那么打了20次以后,足球内部空气的压强是大气压的多少倍?（设足球内部的温度保持不变）举一反三解：研究对象:打完20次气后足球内的气体，假设气体的温度和球的体积均不发生变化，设大气压强为p0，则初态：压强p1=p0， V1=2.5+0.12520=5L末态：压强p2=？ 体积为打气后V2=2.5L，据玻意耳定律有：p1V1=p2V2 得：p05=p22.5解得：p2=2p0 求用固体（如活塞等）封闭在静止容求用固体（如活塞等）封闭在静止容器内的气体压强，应对器内的气体压强，应对固体固体（如活（如活塞等）进行受力分析。然后根据平塞等）进行受力分析。然后根据平衡条件求解。衡条件求解。三三、平衡态下、平衡态下固体固体密闭密闭气体压强的计算气体压强的计算SmmS练习：练习：气体对面的压力与面气体对面的压力与面垂直垂直: : F F= =PSPSG GP P0 0S SPSPSPS PS = = P P0 0S S+mg+mgG GPSPSP P0 0S S N NS S PS PS = =mg +mg +P P0 0S ScoscosPS PS = = mg+ mg+P P0 0S SMMmSMMmS以活塞为研究对象以活塞为研究对象以气缸为研究对象以气缸为研究对象mg+PS mg+PS = = P P0 0S SMg+PS Mg+PS = = P P0 0S S 5、如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为12cm。活塞质量为20kg，横截面积为100cm。已知大气压强为1105Pa。求：汽缸开口向上时，气体的长度为多少？大展身手解：以缸内封闭气体为研究对象，初态：末态：由玻意耳定律 得由活塞受力平衡得：1. 1. 理论依据理论依据液体压强的计算公式液体压强的计算公式 p p = = ghgh。液面与外界大气相接触。则液面下液面与外界大气相接触。则液面下h h处的处的压强为压强为 p p = = p p0 0 + + ghgh连通器原理连通器原理：在连通器中，同一种液体在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的。压强是相等的。四、四、平衡态下平衡态下液体封闭气体压强的计算液体封闭气体压强的计算（1 1 1 1）连连连连通通通通器器器器原原原原理理理理：根根根根据据据据同同同同种种种种液液液液体体体体在在在在同同同同一一一一水水水水平平平平液液液液面面面面处处处处压压压压强强强强相相相相等等等等，在在在在连连连连通通通通器器器器内内内内灵灵灵灵活活活活选选选选取取取取等等等等压压压压面面面面由两侧压强相等列方程求解压强由两侧压强相等列方程求解压强由两侧压强相等列方程求解压强由两侧压强相等列方程求解压强 例如图中，同一液面例如图中，同一液面例如图中，同一液面例如图中，同一液面C C C C、D D D D处压强相等处压强相等处压强相等处压强相等 p p p pA A A Ap p p p0 0 0 0p p p ph h h h. . . .（2 2）参参考考液液片片法法：选选取取假假想想的的液液体体薄薄片片( (自自身身重重力力不不计计) )为为研研究究对对象象，分分析析液液片片两两侧侧受受力力情情况况，建建立立平平衡衡方方程程消消去去面面积积，得到液片两侧压强相等，进而求得气体压强得到液片两侧压强相等，进而求得气体压强 例例如如，图图中中粗粗细细均均匀匀的的U U形形管管中中封封闭闭了了一一定定质质量量的的气气体体A A，在其最低处取一液片在其最低处取一液片B B，由其两侧受力平衡可知，由其两侧受力平衡可知 (p(pA Ap ph0h0)S)S(p(p0 0p ph hp ph0h0)S.)S.即即p pA Ap p0 0p ph h. .2.2.计算方法计算方法（3 3）受受力力平平衡衡法法：选选与与封封闭闭气气体体接接触触的的液液柱柱为为研研究究对对象象进进行行受受力分析，由力分析，由F F合合0 0列式求气体压强列式求气体压强hhh下列各图装置均处于静止状态。设大气压强为下列各图装置均处于静止状态。设大气压强为P P0 0，用水银（或活塞）封闭一定量的气体在玻，用水银（或活塞）封闭一定量的气体在玻璃管（或气缸）中，求封闭气体的压强璃管（或气缸）中，求封闭气体的压强P P练习：练习：P P = = ghghP P =? cmHg=? cmHg（柱）（柱）PP帕帕hh米米P P = =P P0 0P P = =P P0 0+ + ghghP P = =P P0 0- - ghghhhh连通器原理：同种液体在同一高度压强相等连通器原理：同种液体在同一高度压强相等P P = =P P0 0+ + ghghP P = =P P0 0- - ghghP P = =P P0 0- - ghgh6、如图所示， 长为1m，开口竖直向上的玻璃管内，封闭着长为15cm的水银柱，封闭气体的长度为20cm，已知大气压强为75cmHg，求：（1）玻璃管水平放置时， 管内气体的长度。（2）玻璃管开口竖直向下时， 管内气体的长度。 （假设水银没有流出）15cm20cm举一反三解解：(1)(1)以管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态以管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态: : 设管横截面积为设管横截面积为S S，则，则 P P1 1=75=75151590cmHg V90cmHg V1 1=20S=20S 水平放置为末态，水平放置为末态，P P2 2=75cmHg =75cmHg 由玻意耳定律由玻意耳定律P P1 1V V1 1=P=P2 2V V 2 2得：得： V V2 2=P=P1 1V V1 1P P2 2= =（909020S20S）75=24S75=24S 所以，管内气体长所以，管内气体长24cm24cm (2) (2)以管口竖直向上为初态，管口竖直向下为末态以管口竖直向上为初态，管口竖直向下为末态 P P2 2=75=75151560cmHg 60cmHg 由玻意耳定律得：由玻意耳定律得：V V2 2= P= P1 1V V1 1P P2 230S30S 所以，管内气体长所以，管内气体长30cm30cm 因为因为30cm30cm15cm15cm100cm100cm，所以水银不会流出，所以水银不会流出 3、如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气 （）A体积不变，压强变小B体积变小，压强变大C体积不变，压强变大D体积变小，压强变小迁移应用 4 4 4 4、一定质量的气体由状态、一定质量的气体由状态、一定质量的气体由状态、一定质量的气体由状态A A A A变到状态变到状态变到状态变到状态B B B B的过程如图所的过程如图所的过程如图所的过程如图所示，示，示，示，A A A A、B B B B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温位于同一双曲线上，则此变化过程中，温位于同一双曲线上，则此变化过程中，温位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（度（度（度（ ） A A A A、一直下降、一直下降、一直下降、一直下降 B B B B、先上升后下降、先上升后下降、先上升后下降、先上升后下降 C C C C、先下降后上升、先下降后上升、先下降后上升、先下降后上升 D D D D、一直上升、一直上升、一直上升、一直上升 B迁移应用