資源簡介

(共44張PPT)
氣體的等溫變化
新知講解
打足氣的車胎在烈日下暴曬，常常會爆胎，為什么？
車胎內的氣體因溫度T升高而壓強P增大，體積V膨脹。
新知講解
1、溫度
2、體積
3、壓強
熱力學溫度T ：開爾文
T = t ＋ 273 K
體積 V
單位：有L、mL等
壓強 p
單位：Pa（帕斯卡）
知識回顧：氣體的狀態參量
新知講解
思考：一定質量的氣體，它的溫度、體積和壓強三個量之間變化是相互對應的.我們如何確定三個量之間的關系呢？
在物理學中，當需要研究三個物理量之間的關系時，往往采用“保持一個量不變，研究其它兩個量之間的關系，然后綜合起來得出所要研究的幾個量之間的關系”.
☆ 控制變量的方法
新知講解
一、探究氣體等溫變化的規律
1.等溫變化：氣體在溫度不變的狀態下，發生的變化.
2.在等溫變化中，氣體的壓強與體積可能存在著什么關系？
3.實驗研究
定性關系
猜想： p、V成反比
結論：V減小，p增大
視頻演示
新知講解
視頻演示
√
×
定量關系
新知講解
實驗數據的處理
次數 1 2 3 4 5
壓強（×105Pa) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
體積(L) 1.3 1.6 2.0 2.7 4.0
V
1
2
3
0
1
2
3
4
p-V圖象
該圖象是否可以說明p與V成反比？
思考
如何確定p與V的關系呢？
新知講解
1/V
1
2
3
0
0.2
0.4
0.6
0.8
p-1/V圖象
新知講解
結論
在溫度不變時，壓強p和體積V成反比.
二、玻意耳定律
2、公式表述：pV=C(常數 ) 或p1V1=p2V2
1、文字表述：一定質量某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V成反比.
P
1/V
P
V
3、適用范圍：溫度不太低，壓強不太大
4、圖像：
新知講解
新知講解
三、氣體等溫變化的P-V圖像
1.等溫線：一定質量的理想氣體的P-V圖像的形狀為雙曲線的一支，
它描述的是溫度不變時的p V關系，稱為等溫線。
特點：
（1）每條等溫線上氣體各狀態溫度相同；
T1
T2
（2）溫度越高等溫線離坐標軸或原點越遠.
新知講解
問題：t1和t2哪個表示的溫度高？

2.
特點：斜率越大溫度越高。
課堂練習
1、一定質量氣體的體積是20L時，壓強為1×105Pa。當氣體的體積減小到16L時，壓強為多大？設氣體的溫度保持不變.
p1V1=p2V2
答案:1.25×10 5Pa
1、如圖所示，是一定質量的某種氣體狀態變化的p-V圖象，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
拓展提高
分子平均速率由溫度決定
pAVA=pBVB
pV先增大后減小
T先增大后減小
C
等溫線
2. 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.
拓展提高
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 V2=200L
剩下的氣體為原來的
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.
研究對象
拓展提高
3.如圖所示為一定質量的氣體在不同溫度下的兩條 圖線.由圖可知( )
A.一定質量的氣體在發生等溫變化時，其壓強與體積成正比
B.一定質量的氣體在發生等溫變化時，其 圖線的延長線是經過坐標原點的
C.T1＞T2
D.T1＜T2
p與 成正比
p與V成反比
溫度越高,其等溫線離原點越遠.
BD
1/V
課堂總結
一、玻意耳定律
1、內容:一定質量某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強P與體積V 成反比。
2、公式： PV=C(常數) 或p1V1=p2V2
3、條件: 一定質量氣體且溫度不變
4、適用范圍：溫度不太低，壓強不太大
二、等溫變化圖象
1、特點:
(1)等溫線是雙曲線的一支
(2)溫度越高,其等溫線離原點越遠
2、圖象意義:
(1)物理意義:反映壓強隨體積的變化關系
(2)圖像上每點的意義: 每一組數據---反映某一狀態
T1
T2
氣體的等壓變化和等容變化
人教版高中物理 選擇性必修3
新知導入
燒瓶上通過橡膠塞連接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住燒瓶，會觀察到水柱緩慢向外移動，這說明了什么
新知講解
等壓變化：一定質量的某種氣體，在壓強不變時，體積隨溫度的變化.
猜想
在等壓變化中，氣體的體積與溫度可能存在著什么關系？
新知講解
0
V
T
氣體等壓變化圖像
2.蓋—呂薩克定律的圖象
新知講解
（1）等壓線：一定質量的某種氣體在等壓變化過程中，體積V與熱力學溫度T的正比關系在V－T直角坐標系中的圖象.
2.蓋—呂薩克定律的圖象——等壓線
（2）一定質量氣體的等壓線的V－T圖象，其延長線經過坐標原點，斜率反映壓強大小．
新知講解
（3）一定質量氣體的等壓線的物理意義
①圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態，同一根等壓線上各狀態的壓強相同．
②不同壓強下的等壓線，斜率越大，壓強越小（同一溫度下，體積大的壓強小）如圖所示p2新知講解
V=CT
或
（2）公式表述：
（1）文字表述：一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學溫度T成正比.
或
體積V與熱力學溫度T成正比可以表示為另外形式
3.蓋—呂薩克定律的內容、表達式
新知講解
（1）蓋·呂薩克定律是實驗定律，由法國科學家蓋·呂薩克通過實驗發現的．
（3）在 V/Ｔ=C 中的C與氣體的種類、質量、壓強有關．
（2）適用條件：氣體質量一定，壓強不變．
注意： V正比于T而不正比于t，但 V t
（4）一定質量的氣體發生等壓變化時，升高（或降低）相同的溫度，增加（或減小）的體積是相同的．
（5）解題時前后兩狀態的體積單位要統一．
4. 說明
新知講解
二、查理定律
查理是法國物理學家.1746年11月12日誕生于法國盧瓦雷的貝奧京西.
大約在1787年，查理著手研究氣體的膨脹性質，發現在壓力一定的時候，氣體體積的改變和溫度的改變成正比.他進一步發現，對于一定質量的氣體，當體積不變的時候，溫度每升高l℃，壓力就增加它在0℃時候壓力的1／273.查理還用它作根據，推算出氣體在恒定壓力下的膨脹速率是個常數.這個預言后來由蓋·呂薩克和道爾頓（1766一1844）的實驗完全證實.
1.查理生平介紹
新知講解
0
p
t/0C
A
B
0
T/K
A
B
273.15
甲
乙
氣體等容變化圖像
2.查理定律的圖象
p
新知講解
（l）等容線：一定質量的某種氣體在等容變化過程中，壓強p跟熱力學溫度T的正比關系p－T在直角坐標系中的圖象叫做等容線．
2.查理定律的圖象——等容線
（2）一定質量氣體的等容線p－T圖象，其延長線經過坐標原點，斜率反映體積大小．
新知講解
（3）一定質量氣體的等容線的物理意義．
　①圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態，同一根等容線上各狀態的體積相同。
②不同體積下的等容線，斜率越大，體積越小（同一溫度下，壓強大的體積小）如圖所示，V2新知講解
p=CT
或
2、公式表述：
1、文字表述：一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度T成正比.
或
壓強p與熱力學溫度T成正比可以表示為另外形式
3.查理定律的內容、表達式
新知講解
（1）查理定律是實驗定律，由法國科學家查理通過實驗發現的．
4. 說明
（3）在p/T=C中的C與氣體的種類、質量、體積有關．
（2）適用條件：氣體質量一定，體積不變．
（4）一定質量的氣體在等容時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減小）的壓強是相同的．
（5）解題時前后兩狀態壓強的單位要統一．
　注意：p與熱力學溫度T成正比，不與攝氏溫度成正比,但壓強的變化 p與攝氏溫度 t的變化成正比．
新知講解
高壓鍋內的食物易熟
5.應用
拓展提高
2、某種氣體在狀態A時壓強2×105Pa,體積為1m3,溫度為200K,
(1)它在等溫過程中由狀態A變為狀態B,狀態B 的體積為2m3,求狀態B 的壓強.
(2)隨后,又由狀態B 在等容過程中變為狀態C ,狀態C 的溫度為300K,求狀態C 的壓強.
A B C
玻意耳定律
pAVA= pBVB
pB=105Pa
查理定律
pC=1.5×105Pa
課堂總結
板書設計
氣體的等壓變化和等容變化
氣體的等壓變化
氣體的等容變化
適用條件
變化規律
V-T圖像
適用條件
變化規律
P-T圖像
新知講解
一.理想氣體
假設有這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強下都能嚴格地遵從氣體實驗定律,我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。
理想氣體具有那些特點呢？
1、理想氣體是不存在的，是一種理想模型。
2、在溫度不太低,壓強不太大時實際氣體都可看成是理想氣體。
新知講解
一定質量的理想氣體的內能僅由溫度決定 ,與氣體的體積無關.
4、從能量上說：理想氣體的微觀本質是忽略了分子力，沒有分子勢能，理想氣體的內能只有分子動能。
3、從微觀上說：分子間以及分子和器壁間，除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據的空間認為都是可以被壓縮的空間。
新知講解
如圖所示，一定質量的某種理想氣體
從A到B經歷了一個等溫過程，
從B到C經歷了一個等容過程。
分別用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示氣體在A、B、C三個狀態的狀態參量，
那么A、C狀態的狀態參量間有何關系呢？
0
p
V
A
B
C
TA=TB
【問題3】如果某種氣體的三個狀態參量（p、V、T）都發生了變化，它們之間又遵從什么規律呢？
新知講解
推導過程
從A→B為等溫變化：由玻意耳定律
pAVA=pBVB
從B→C為等容變化：由查理定律
0
p
V
A
B
C
又TA=TB VB=VC
解得：
新知講解
二、理想氣體的狀態方程
1、內容：一定質量的某種理想氣體在從一個狀態變化到另一個狀態時，盡管p、V、T都可能改變，但是壓強跟體積的乘積與熱力學溫度的比值保持不變。
2、公式：
或
3、使用條件:
一定質量的某種理想氣體.
4、氣體密度式：
新知講解
說明：
方程具有普遍性
當溫度T保持不變
當體積V保持不變
當壓強P保持不變
課堂練習
1、某種氣體的壓強為2x105 Pa,體積為1 m3,溫度為200K。它經過等溫過程后體積變為2m3。隨后，又經過等容過程，溫度變為300 K,求此時氣體的壓強。
解根據玻意耳定律，有
根據查理定律，有
聯立上述各式可得
等溫和等容變化后氣體的壓強為1.5x105Pa。
新知講解
☆明確研究對象——一定質量的氣體
☆選定兩個狀態——已知狀態、待求狀態
☆列出狀態參量：
☆列方程求解
三、用狀態方程解題思路：

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