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(共23張PPT)
2.2 氣體的等溫變化
一定質量的氣體，在溫度不變的條件下，其壓強與體積變化時的關系。我們把這種變化叫作氣體的等溫變化。
英國科學家玻意耳和法國科學家馬略特各自通過實驗發現，一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V 成反比，即
寫成公式就是
C是常量
或者
反映了一定質量的某種氣體的等溫變化規律，我們把它叫作玻意耳定律
P25練習與應用：2. 一定質量的氣體，不同溫度下的等溫線是不同的。圖2.2-5中的兩條等溫線，哪條等溫線表示的是溫度比較高時的情形？請你嘗試給出判斷，并說明理由。
P25練習與應用： 3. 一個足球的容積是2.5 L。用打氣筒給這個足球打氣，每打一次都把體積為125 mL、壓強與大氣壓相同的氣體打進足球內。如果在打氣前足球就已經是球形并且里面的壓強與大氣壓相同，打了20次后足球內部空氣的壓強是大氣壓的多少倍？你在得出結論時考慮到了什么前提？實際打氣時的情況能夠滿足你的前提嗎？
溫度不變
用氣體定律解題的步驟
1．確定研究對象．被封閉的氣體(滿足質量不變的條件)；
2．用一定的數字或表達式寫出氣體狀態的初始條件(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；
3．根據氣體狀態變化過程的特點，列出相應的氣體公式(本節課中就是玻意耳定律公式)；
4．將各初始條件代入氣體公式中，求解未知量；
5．對結果的物理意義進行討論．
【隨堂挑戰1】容積為20L的鋼瓶充滿氧氣后，壓強為150atm，打開鋼瓶的閥門讓氧氣同時分裝到容積為1L的小瓶中，若小瓶原來是真空的，小瓶中充氣后壓強為10atm，分裝過程中無漏氣，且溫度不變，那么最多能分裝（ ）
A.15瓶 B.20瓶
C.280瓶 D.300瓶
C
考點一　封閉氣體壓強的計算
1.如圖甲所示,C、D液面水平且等高,液體密度為ρ,重力加速度為g,大氣壓強為p0,其他條件已標于圖上,試求封閉氣體A的壓強.
同一水平液面C、D處壓強相同,可得pA=p0+ρgh.
思維點撥：液體中相同高度的位置壓強相同;氣體中各處壓強相同
2. 圖中的玻璃管中都灌有水銀,求被封閉氣體A的壓強.(大氣壓p0=76 cmHg)
(1)66 cmHg　(2)71 cmHg　(3)81 cmHg
[解析] (1)pA1=p0-ph0=76 cmHg-10 cmHg=
66 cmHg.
(2)pA2=p0-ph=76 cmHg-10×sin 30° cmHg=
71 cmHg.
(3)pB=p0+ph2=76 cmHg+10 cmHg=86 cmHg
pA3=pB-ph1=86 cmHg-5 cmHg=81 cmHg.
3.在圖乙中,汽缸置于水平地面上,汽缸橫截面積為S,活塞質量為m,汽缸與活塞之間無摩擦,設大氣壓強為p0,重力加速度為g,試求封閉氣體的壓強.
以活塞為研究對象,受力分析如圖所示,由平衡條件得
mg+p0S=pS,則
p=p0+.
考點二：玻意耳定律的應用
P25練習與應用： 4.水銀氣壓計中混入了一個氣泡，上升到水銀柱的上方，使水銀柱上方不再是真空。當實際大氣壓相當于768 mm高的水銀柱產生的壓強時，這個水銀氣壓計的讀數只有750 mm，此時管中的水銀面到管頂的距離為80 mm。當這個氣壓計的讀數為740 mm水銀柱時，實際的大氣壓相當于多高水銀柱產生的壓強？設溫度保持不變。
p1V1 ＝ p2V2
P42復習與提高A組：2. 如圖 2-1，某自動洗衣機洗衣缸的下部與一控水裝置的豎直均勻細管相通，細管的上部封閉，并和一壓力傳感器相接。洗衣缸進水時，細管中的空氣被水封閉，隨著洗衣缸中水面的升高，細管中的空氣被壓縮，當細管中空氣壓強達到一定數值時，壓力傳感器使進水閥門關閉，達到自動控水的目的。假設剛進水時細管被封閉的空氣柱長度為 50 cm，當空氣柱被壓縮到 48 cm 時壓力傳感器使洗衣機停止進水，此時洗衣缸內水位有多高？大氣壓取 105Pa，g取 10m/s2 。
0.44m
P42復習與提高A組： 3. 今有一質量為 m 的汽缸，用活塞封著一定質量的理想氣體，當汽缸水平橫放時，汽缸內空氣柱長為 l0 （如圖 2-2 甲所示），現把活塞按如圖乙那樣懸掛，汽缸懸在空中保持靜止。求此時汽缸內空氣柱長度為多少？已知大氣壓強為 p0 ，活塞的橫截面積為 S，它與汽缸之間無摩擦且不漏氣，氣體溫度保持不變。
用氣體定律解題的步驟
1．確定研究對象．被封閉的氣體(滿足質量不變的條件)；
2．用一定的數字或表達式寫出氣體狀態的初始條件(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；
3．根據氣體狀態變化過程的特點，列出相應的氣體公式(本節課中就是玻意耳定律公式)；
4．將各初始條件代入氣體公式中，求解未知量；
5．對結果的物理意義進行討論．
【拓展提升1】如圖所示是一定質量的某種氣體狀態變化的p-V圖像,氣體由狀態A變化到狀態B的過程中,氣體分子平均速率的變化情況是(　 )
A.一直保持不變 B.一直增大
C.先減小后增大 D.先增大后減小
D
某個容器的容積是10L，所裝氣體的壓強是20×105Pa。如果溫度保持不變，把容器的開關打開以后，容器里剩下的氣體是原來的百分之幾？設大氣壓是1.0×105Pa。
解 設容器原裝氣體為研究對象。
初態 p1=20×105Pa V1=10L T1=T
末態 p2=1.0×105Pa V2=？L T2=T
由玻意耳定律 p1V1=p2V2得
即剩下的氣體為原來的5％。
就容器而言，里面氣體質量變了，似乎是變質量問題了，但若視容器中氣體出而不走，就又是質量不變了。
變質量問題
【拓展提升2】
如圖所示,下端用橡皮管連接的兩根粗細相同的玻璃管均豎直放置,右管上端開口,水銀面到管口距離較長,左管內封閉一段氣體,水銀面比右管稍低.現保持左管不動,為了使兩管內水銀面最終一樣高,下面采取的措施可行的是(以下各種措施中,右管始終沒有水銀溢出)(　　)
A.僅減小外界氣壓 B.僅把U形管的右管向下移動
C.僅把U形管的右管向上移動 D.僅向U形管的右管內加水銀
B
考點二：玻意耳定律的應用
一個U形玻璃管豎直放置,左端開口,右端封閉,玻璃管導熱性能良好.在右管中用水銀封閉一段空氣柱,初始時,管內水銀柱及空氣柱長度如圖甲所示.將玻璃管在豎直平面內旋轉90°,如圖乙所示.求此時右管中水銀面移動的距離.(已知玻璃管的橫截面積處處相同,大氣壓強p0=76.0 cmHg,環境溫度不變,管的直徑忽略不計)
考點二：玻意耳定律的應用
[答案] 0.5 cm
[解析] 以右管空氣為研究對象,則初態:
p1=p0-ph1=(76-4) cmHg=72 cmHg,V1=SL1=S·5 cm
末態:p2=p0+ph2=(76+4) cmHg=80 cmHg,
V2=SL2
由玻意耳定律得p1V1=p2V2
解得L2=4.5 cm
故右管中水銀面移動的距離x=L1-L2=0.5 cm
將一端封閉的均勻直玻璃管開口向下，豎直插入水銀中，當管頂距槽中水銀面8cm時，管內水銀面比管外水銀面低2cm．要使管內水銀面比管外水銀面高2cm，應將玻璃管豎直向上提起多少厘米？已知大氣壓強p0支持76cmHg，設溫度不變．
解：根據題意，由圖知
p1=p0+2cmHg＝78cmHg，V1=(8+2)S=10S，
p2=p0-2cmHg=74cmHg，
V2=[(8+x)-2]·S=(6+x)S．
根據玻意耳定律：
78×10=74×(6+x)
得到玻璃管提升高的高度：
X≈4.54cm
P44復習與提高B組：6. 細長玻璃管用長 l0 為 6.8cm 的水銀柱封閉一定質量的空氣。當玻璃管開口向下豎直放置時，空氣柱長度 l1 為 33 cm ；當玻璃管水平放置時，空氣柱長度 l2 為 30cm。求玻璃管開口向上豎直放置時空氣柱的長度。
27.5cm
以玻璃管中封閉的空氣為研究對象，它經歷等溫變化
設水銀的密度為，玻璃管的橫截面積為，大氣壓強為(相當于76cm水銀產生的壓強)
開口向下時：
水平放置時：
開口向上時：
由玻意耳定律，有
代入數據，解得

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