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1、第八章 气体,1.气体的等温变化,一 问题的引入,生活实例：夏天打足气的自行车在烈日下曝晒，会出现什么现象？原因是什么动手：用一个注射器密闭一定质量的空气，缓慢的推动活塞，同学们观察活塞中空气体积变化？思考压强的变化？气体状态变化：(P1、V1、T1)(P1、V1、T1),二 研究的课题：气体的等温变化,一定质量的气体在温度不变的情况下，发生的状态变化叫做等温变化采用的方法：控制变量法,三、实验探究,数据采集,P增大，V减小，P,V间到底什么关系？猜想！,室内温度:,数据处理,气体压强P,气体体积V,气体压强P,气体体积倒数1/V,四、试验结论-玻意耳定律,一定质量某种气体，在温度不变的情况下
2、，压强p与体积V成反比。,pV=常数 或p1V1=p2V2,四、试验结论-玻意耳定律,温度不太低，压强不太大,同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那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？,结论:t3t2t1,问题与练习,一个足球的容积是2.5L,用打气筒给这个足球打气,每打一次就把1atm的空气打进去125ml,如果足球在打气前就已是球形，内部空气压强为1atm,打了20次以后,足球内部空气的压强为?,第八章气体的等温变化（一）参考答案,1.A 2.A 3.D 4.AD 5.B 6.225cmHg 45cmHg 7.(1)大(2)略(3)略(4)略 8.p0L/(
3、L-d),1.p=2atm 2.p=756mmHg3.小李的看法出现了两个错误：第一，仅测两组数据就确定一条直线是不准确的，因为每一组测量值都有误差。第二，如果测量的是多组数据，在确定直线时，应使测量值的坐标点分布在直线两侧，如果有远离直线的点应舍去。,教科书P20问题与练习参考答案,1.确定研究对象被封闭的气体(满足质量不变的条件)；,2.写出气体状态的初态和末态状态参量(p1，V1，T1)和(p2，V2，T2)数字或表达式；,3.根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式(本节课中就是玻意耳定律公式)；,4.将2种各量代入气体公式中，求解未知量；,5.对结果的物理意义进行讨论,用气体定
4、律解题的步骤,类型,1.液体密封气体,2.容器密封气体,3.气缸密封气体,气体压强计算:,思路方法步骤,1.定对象,2.分析力,3.用规律,整体,部分,缸体,活塞,密封气体,静态F外=0,动态F外=ma,1.计算的主要依据是液体静止力学知识。液面下h深处的压强为p=gh。液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为 p=p0+gh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）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。,气体压强的计算方法（一）参考液片法,2.计算的方法步骤,选取
5、假想的一个液体薄片（其自重不计）为研究对象分析液体两侧受力情况，建立力的平衡方程，消去横截面积，得到液片两面侧的压强平衡方程解方程，求得气体压强,静止,1,2,3,4,已知大气压P0，水银柱长均为h,气体压强的计算方法（二）平衡条件法,求用固体（如活塞等）封闭在静止容器内的气体压强，应对固体（如活塞等）进行受力分析。然后根据平衡条件求解。,已知大气压P0，水银柱长均为h,气体压强的计算方法（三）运用牛顿定律计算气体的压强,当封闭气体的所在的系统处于力学非平衡状态时，欲求封闭气体压强，首先要选择 恰当的对象（如与气体相关的液体、活塞等）并对其进行正确的受力分析（特别注意分析内外的压力）然后应用牛
6、顿第二定律列方程求解。,不计一切摩擦,已知大气压P0，水银柱长均为h,例1一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中,内封一定质量的气体,管内水银面低于管外,在温度不变时,将玻璃管稍向下插入一些,下列说法正确的是,如图所示.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.,AD,练习 如图所示，注有水银的U型管，A管上端封闭，A、B两管用橡皮管相通开始时两管液面相平，现将B管缓慢降低，在这一过程中，A管内气体体积_，B管比A管液面_,强调思路，由V的变化压强变化借助p的计算判断液面的高低,增大,低,第八章气体的等温变化（二）参考答案,1.
7、40cmHg 75cm 0 2.86cmHg 66cmHg 86cmHg 81cmHg 3.D 4.BD 5.BD 6.C 7.(1)1.1105Pa(2)9104Pa(3)1.22 8.56瓶 9.(1)(2)(3),例1.将一端封闭的均匀直玻璃管开口向下，竖直插入水银中，当管顶距槽中水银面8cm时，管内水银面比管外水银面低2cm要使管内水银面比管外水银面高2cm，应将玻璃管竖直向上提起多少厘米？已知大气压强p0支持76cmHg，设温度不变,分析：均匀直玻璃管、U形玻璃管、汽缸活塞中封闭气体的等温过程是三种基本物理模型，所以在做题时必须掌握解题方法在确定初始条件时，无论是压强还是体积的计算，
8、都离不开几何关系的分析，那么，画好始末状态的图形，对解题便会有很大用本题主要目的就是怎样去画始末状态的图形以找到几何关系，来确定状态参量,解：根据题意，由图知,P1=P0+2cmHg=78cmHgV1=(8+2)S=10S，,p2=p0-2cmHg=74cmHg，V2=(8+x)-2S=(6+x)S,根据玻意耳定律：P1V1=P2V2 代入数据解得玻璃管提升高度：x=4.54cm,例2.均匀U形玻璃管竖直放置，用水银将一些空气封在A管内，当A、B两管水银面相平时，大气压强支持72cmHgA管内空气柱长度为10cm，现往B管中注入水银，当两管水银面高度差为18 cm时，A管中空气柱长度是多少？注
9、入水银柱长度是多少？,分析：如图所示，由于水银是不可压缩的，所以A管水银面上升高度x时，B管原水银面下降同样高度x那么，当A、B两管水银面高度差为18cm时，在B管中需注入的水银柱长度应为(18+2x)cm,解：P1=P0=72cmHg，V1=10S，,V2(10-x)S,P2=P0+1890cmHg,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
10、形变如图所示现将圆筒倒置，问这时B室的高度是多少？,分析：汽缸类问题，求压强是关键：应根据共点力平衡条件或牛顿第二定律计算压强,解：圆筒正立时：,圆筒倒立时，受力分析如图所示，有p2S+mg=kx，x=l-l0，则,温度不变，根据玻意耳定律：p1V1=p2V2,例4.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。,解 设容器原装气体为研究对象。,初态 p1=20105Pa V1=10L T1=T,末态 p2=1.0105Pa V2=？L T2=T,由玻意耳定律 p1V1=p2V2得,即剩下的气体为原来的5。,就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了。,
