气体压强和体积关系市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。B.气体压强和体积关系l1 1、等温改变等温改变 气体在温度不变情况下发生状态改变，气体在温度不变情况下发生状态改变，叫做等温改变。叫做等温改变。l2 2、试验研究试验研究第1页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2、DIS试验探究l(1)(1)试验目标：试验目标：研究一定质量气体在温度保持不变时，它压强与体积研究一定质量气体在温度保持不变时，它压强与体积关系。关系。l(2)(2)试验器材：试验器材：DIS DIS、压强传感器、注射器（针筒）。、压强传感器、注射器（针筒）。注意注意：（1）气体质量要一定；）气体质量要一定；（2）温度要保持不变。）温度要保持不变。针筒要密封针筒要密封推拉活塞要迟推拉活塞要迟缓，手不能握缓，手不能握住针筒住针筒分析实验目，该实验应注意什么？第2页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。V1234p/10 Pa51230第3页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。p/10 Pa51/V12300.20.40.60.8第4页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。(3)数据测量及分析(4)结论：一定质量气体在温度不变时，压强p和体积V成反比。第5页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。3、玻意耳定律l一定质量某种气体，在温一定质量某种气体，在温度保持不变时，它压强跟度保持不变时，它压强跟体积成反比，或者说，压体积成反比，或者说，压强跟体积乘积保持不变。强跟体积乘积保持不变。p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2 m一定，一定，m=V 玻意耳定律另玻意耳定律另一表示式：一表示式：p1/1=p2/2第6页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。几点说明l一定质量某种气体，在温度保持不变时，它压强跟体积成反比，或者说，压强跟体积乘积保持不变。研究对象：一定质量气体 适用条件：温度保持不变遵照规律：压强和体积成反比第7页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。等温线VPOA AB B状态状态状态状态ABAB表示过程表示过程P PA AV VA AP PB BV VB BT第8页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。小结：玻意耳定律小结：玻意耳定律内容：内容：一定质量气体，当温度不变时，气体压强跟它体一定质量气体，当温度不变时，气体压强跟它体积成反比。积成反比。数学表示式：数学表示式：p p1 1V V1 1 p p2 2V V2 2 恒量恒量 上式中恒量跟气体质量、种类、温度相关。上式中恒量跟气体质量、种类、温度相关。图线（等温线）：图线（等温线）：TPVOABP1/VODAB第9页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。l一根长为一根长为L=50cm、一端封闭粗细均、一端封闭粗细均匀细玻璃管，用一段匀细玻璃管，用一段h=20cm水银柱水银柱将一部分空气封将一部分空气封 闭在细玻璃管里。闭在细玻璃管里。当玻璃管水平放置时，管内空气柱长当玻璃管水平放置时，管内空气柱长l1=10cm。求当玻璃管开口向上竖直。求当玻璃管开口向上竖直放置时，管内空气柱长度放置时，管内空气柱长度?（大气压（大气压强为强为 P0=76cmHg，全过程中气体温，全过程中气体温度不变）度不变）例题例题1、第10页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。P0P150cm10cm20cm如图所表示，水银柱水平放置时设玻璃管横截面积为S内外气体压强相等 P1=P0=76cmHg气体体积 V1=10S例题分析第11页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。P0P250cm20cmL玻璃管开口向上竖直放置时如图所表示设气柱长度为l2cm则气体体积 V2=l2S气体压强P2=P0+PH=96cmHgPH第12页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。一根长为L=50cm、一端封闭粗细均匀细玻璃管，用一段h=20cm水银柱将一部分空气封 闭在细玻璃管里。当玻璃管水平放置时，管内空气柱长l1=10cm。求当玻璃管开口向上竖直放置时，管内空气柱长度?（大气压强为 P0=76cmHg，全过程中气体温度不变）l解解：对管内封闭空气柱分析l初状态 V1=10S P1=P0=76cmHgl末状态 V2=l2S P2=P0+PH=96cmHgl在此过程中气体温度不变，依据玻意耳定律得：l P1V1=P2V2l P110S=P2l2Sl l2=760/96=7.9cm第13页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。解题方法1、选择研究对象2、分析气体始末状态3、判断研究对象是否满足玻意耳定律适用条件4、代入数据计算 P1V1=P2V2 因为气体温度不变，依据玻意耳定律得：解：初：P1=？V1=？末：P2=？V2=？注意：各物理量单位注意：各物理量单位只需等式左右两边一只需等式左右两边一致即可，不一定转换致即可，不一定转换成国际单位成国际单位一课一练一课一练P82，6；P83，11；P84，14；P88，15第14页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。例题例题2、如图所表示，如图所表示，T1、T2是封闭在同一容器里气体是封闭在同一容器里气体在不一样温度下作等温改变时等温线，判断在不一样温度下作等温改变时等温线，判断哪一根等温线温度高？哪一根等温线温度高？一课一练一课一练P85，1练习册练习册P70，5T1PVOABDCT2pV1 V2p相等时，温度相等时，温度升高，体积增大；升高，体积增大；T1T2第15页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。例题例题3、一根长、一根长1m一端封闭、粗细均匀细玻璃管，开一端封闭、粗细均匀细玻璃管，开口向下竖直插入水银槽中，已知管内被封闭空气柱长口向下竖直插入水银槽中，已知管内被封闭空气柱长18cm，管内水银面比槽内水银面高，管内水银面比槽内水银面高40cm，外界大气，外界大气压为压为76cmHg。问问：（：（1）若将玻璃管迟缓向上提升，密闭气体状态）若将玻璃管迟缓向上提升，密闭气体状态参量将怎样改变？管内外汞面高度差将怎样改变？参量将怎样改变？管内外汞面高度差将怎样改变？18cm40cm假设法假设法：假设：假设p不变（水银柱液不变（水银柱液面高度不变）；或气体面高度不变）；或气体V不变不变密闭气体密闭气体T不变，体积不变，体积V增大，压强增大，压强p减小，管内减小，管内外汞面高度差外汞面高度差h增大。增大。红面书红面书P83，9，10，13第16页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。18cm40cm36cmH（2）若要使管内空气柱长度变为原来两倍，需将）若要使管内空气柱长度变为原来两倍，需将玻璃管迟缓提升多少？玻璃管迟缓提升多少？p2=76-(40+18+H-36)=54-H 初初:V1=18S P1=76-40=36cmHg末末:V2=36S p2=54-H 由玻意耳定律得由玻意耳定律得P1V1=P2V23618=（54-H）36H=36cm 第17页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。例题例题4 4、一课一练、一课一练P85P85，5 5 农村中惯用来喷射农药压缩喷雾器结构如图所表示，农村中惯用来喷射农药压缩喷雾器结构如图所表示，A A总容积为总容积为7.5L7.5L，装入药液后，药液上方体积为，装入药液后，药液上方体积为1.5L1.5L。关闭阀门关闭阀门K K，用打气筒，用打气筒B B每次打进每次打进1atm1atm空气空气250cm250cm3 3。(温温度保持不变，外界大气压为度保持不变，外界大气压为1atm)1atm)问问：(1)(1)要使药液上方气体压强为要使药液上方气体压强为4 4atmatm，打气筒活塞应，打气筒活塞应打几次？打几次？（2 2）当）当A A中有中有4 4atmatm空气后，打空气后，打开开K K可喷射药液，直到不能喷可喷射药液，直到不能喷射时，喷雾器剩下多少体积药射时，喷雾器剩下多少体积药液？液？BAK第18页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。思绪分析：思绪分析：向喷雾器容器向喷雾器容器A中打气，是一个中打气，是一个等温压缩过等温压缩过程程。按实际情况，在。按实际情况，在A中装入药液后，药液上方不中装入药液后，药液上方不可能是真空，而已经有可能是真空，而已经有1atm空气空气1.5L，把这部分，把这部分空气和历次打入空气一起作为空气和历次打入空气一起作为研究对象研究对象，变质量变质量问题问题便转化成了便转化成了定质量问题定质量问题。向向A中打入空气后，打开阀门中打入空气后，打开阀门K喷射药液，喷射药液，A中空气便经历中空气便经历了一个了一个等温膨胀过程等温膨胀过程。依据两。依据两过程中气体初、末状态量，利过程中气体初、末状态量，利用玻意尔定律，便可顺利求解用玻意尔定律，便可顺利求解本题。本题。BKA第19页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。（1）以以A中原有空气和中原有空气和n次打入次打入A中全部气体为中全部气体为研研究对象究对象。由玻意耳定律，可得由玻意耳定律，可得p0（VnV0）=p1V 1（1.5+n250 10-3)=4 1.5 n=18(次次)BAKp0,Vp0,nV0p1,V一课一练一课一练P83，8；P86，7第20页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。(2)打开阀门打开阀门K，直到药液不能喷射，直到药液不能喷射，忽略喷管忽略喷管中药液产生压强中药液产生压强，则此时，则此时A容器内气体应等于外界大容器内气体应等于外界大气压。以气压。以A容器内气体作为容器内气体作为研究对象研究对象，由玻意耳定律，由玻意耳定律，可得可得 p1Vp0V V=L从而，从而，A容器内剩下药液体积容器内剩下药液体积V剩剩V总总V 7.5-6=1.5LBAK第21页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。例题例题5、一根粗细均匀，两端封闭玻璃管水平放置，一段长一根粗细均匀，两端封闭玻璃管水平放置，一段长57cm水水银柱将玻璃管中空气柱分成两段，长度均为银柱将玻璃管中空气柱分成两段，长度均为30cm，压强均，压强均为为76cmHg。现将玻璃管迟缓竖立起来，则上下两段空气柱。现将玻璃管迟缓竖立起来，则上下两段空气柱长度分别为多少？长度分别为多少？ABAB分析：玻意耳定律只针分析：玻意耳定律只针对一部分气体而言，现对一部分气体而言，现在有两部分气体，所以在有两部分气体，所以要分别对待。要分别对待。A：初：初：p=76cmHg,V=30S 末：末：pA,VA=LAS pV=pAVA pA=2280/LA B：初：初：p=76cmHg,V=30S 末：末：pB,VB=LBS pV=pBVB pB=2280/LBpB=pA+57LA+LB=60LA=40cmLB=20cm一课一练一课一练P87，12第22页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。例：自行车打气 自行车内胎中原有压强为 105 Pa 空气 800 cm3，现用打气筒给它打气，一次可打入同压强空气400 cm3假如车胎与地面接触时自行车内胎容积为1600 cm3，胎内外气温相等且不变，在负重800 N情况下，车胎与地面接触面积为20 cm2，应打气儿下？初状态：p1=105 Pa V1=800+n400 cm3末状态：p2=F/S=800/（20*10-4）=4*105 Pa V2=1600 cm3依据 p1V1=p2V2 代入数据得：n=14补充例题：补充例题：第23页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。例：如图为测定肺活量装置示意图（肺活量大小是一次呼出空气在大气中体积），A为倒扣在水中开口圆筒，测量前排尽其中空气，测量时被测者尽力吸足空气，再经过B将空气呼出，呼出空气经过导管进入A内，使A浮起，已知圆筒A质量为m，横截面积为S，大气压强为P0，水密度为，筒底浮出筒外水面高度为h，则被测者肺活量为多少？筒内空气：状态1：p1=p0 V1=?状态2：p2=p0+mg/S=p0+gh V2=(h+h)S依据 p1V1=p2V2 p0 V1=(p0+mg/S)(h+m/S)第24页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。例：潜水艇排水 潜水艇贮气筒与水箱相连。当贮气筒中空气压入水箱后，水箱便排出水，使潜水艇浮起。某潜水艇贮气筒容积是 2m3，贮有压缩空气。一次，简内一部分空气压入水箱后，排出水体积是 10 m3，此时简内剩下空气压强是 95个大气压。设潜水艇位于水面下 200 m，在排水过程中温度不变，求贮气筒内原来压缩空气压强。（g取 10 ms2，大气压强=105 Pa）贮气筒内原来压缩空气：状态1：p1=？V1=2 m3状态2：p2=95 大气压 V2=？M3进入水箱内气体：状态1：p3=95 大气压 V3=V22 M3状态2：p4=P0+gh =1+103*10*200/105 =21 大气压 V4=10 M3p1V1=p2V2p12=95V2p3V3=p4V495(V22)=21*10答案：P1=200 大气压第25页