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1、第八章代體 第一節(jié)耗體的等溫變化 生活中的物理 烈日下自行車爆胎 熱氣球 知識準(zhǔn)備 1、 描述氣體的三個狀態(tài)參量 溫度(T)、體積(V) v壓強(qiáng)(P) 2、 控制變量法 —、等溫變化 一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變時發(fā) 生的狀態(tài)變化過程，叫做氣體的等溫 變化。 溫度不變時，氣體的壓強(qiáng)和體積 之間有什么關(guān)系? 做一做: 用注射器密閉一定質(zhì)量的空氣, 緩慢地推 動和拔出活塞，觀察活塞中空氣體積和壓 強(qiáng)的變化？ 體積減小時，壓強(qiáng)增大。 體積增大時，壓強(qiáng)減小 溫度不變時，壓強(qiáng)與體積成反比 實驗：探究氣體等溫變化的規(guī)律 設(shè)計實驗（測量I 體積

2、、壓強(qiáng) 注意事項 （溫度不變） V 數(shù)據(jù)晁理 4 3 = 柱塞 -2 rO 空氣柱 橡膠塞 氣體定律演示儀 主要步驟: 1、密封一定質(zhì)量的氣體。 記錄氣體長度和該 3、數(shù)據(jù)處理。 注意事項: 1、盡量避免漏氣。 2. 不要用手握住玻璃管。 3、移動活塞要緩慢。 實驗數(shù)據(jù) 次數(shù) 1 2 3 4 5 壓 ®(105Pa) 體積(L) 壓強(qiáng)X體積 探究結(jié)論: 在誤差范圍內(nèi)，溫度不變時，一定 質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)毎體積喊反比。 誤差分析： 1. 讀數(shù)誤差。 2、

3、 漏氣。 一、玻意耳定律 （玻意耳一馬略特定律） 1、 文字表述：一定質(zhì)量某種氣體，在溫 度不變的情況下，壓強(qiáng)P與體積V成反比。 2. 公式表述：pV=C （常數(shù)） 或P1V1=P2V2 條件：氣體質(zhì)量一定且溫度不變 \lh 4.適用范圍 溫度不太低，壓強(qiáng)不太大 小試牛刀 一定質(zhì)量氣體的體積是20L時，壓強(qiáng)為lxwpa。 當(dāng)氣體的體積減小到16L時，壓強(qiáng)為多大？設(shè)氣 體的溫度保持不變。 解：以氣體為研究對象， 由 = “2% 得 p2=^- = 1.25xl(fPa 利用玻意耳定律的解題思路 (1)明確研究對象(氣體); (2) 分析過程特點，判斷為等溫過程

4、; (3) 列出初、耒狀態(tài)的P、V值； (4 )根據(jù)PiVi=p2V2列式求解; 大展身手 如圖所示，汽缸內(nèi)封閉著一定溫度的氣體，氣體 長度為12cm。活塞質(zhì)量為20kg,橫截面積為 100cm2.已知大氣壓強(qiáng)為lxl()5pa。 求：汽缸開口向上時，氣體的長度。 解：以缸內(nèi)封閉氣體為研究對象， 初態(tài)：Pi = Po = 1 x 105Pa, =厶S 由活塞受力平衡得：0S二PoS + mg 末態(tài)：Pi - Po +—^ = 1.2xlO5P«, V2 = L2S s 由玻意耳定律pyx = p^2得 Pl厶=P丄2 L2 = = 1 Ocm Pi 舉

5、一反三 如圖所示，汽缸內(nèi)封閉著一定溫度的氣體，氣體 長度為12cm?；钊|(zhì)量為20kg,橫截面積為 100cm2.已知大氣壓強(qiáng)為lxl()5pa。 求：汽缸開口向下時，氣體的長度。 解：以缸內(nèi)封閉氣體為研究對象， 初態(tài)：Pi = Po ^lxlO5Pa. V{ — LyS 由活塞受力平衡得：p2S + mg= p0S 末態(tài)：=Po -等=°&105丹，V2 = L2S 由玻意耳定律pyx = py： A A = P2L2 L2 ="占=15cm Pi 二、P?v圖像（等溫線） 過原點的直線 雙曲線的一支 等溫線上的某點表示氣

6、體的一個確 定狀態(tài)。同一條等溫線上的各點溫度相同，即P與 V乘積相同。 思考：同一氣體，不同溫度下的等溫線是不同 的，請判斷出下圖中哪條等溫線的溫度高？理由 是什么？ 不同溫度下的等溫線，離原點越遠(yuǎn)，溫度越高。 \lli 例題：一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀 態(tài)B的過程如圖所示，A、B位于同一雙 曲線上，則此變化過程中，溫度（B ） A、一直下降 C、先下降后上升 B、先上升后下降 D、一直上升 P A A 0 V 小結(jié): 1、玻意耳定律 2. p?V圖像（等溫線） 解：設(shè)容器原裝氣體為研究對象 初態(tài) p1=20xl05Pa V]=10

7、L 末態(tài) p2=1.0xl05Pa V2=? 由玻意耳定律P1V1=P2V2^ 故 20xl05 xio L = 200L 10L 200L X100% = 5% pm （等溫膨脹） p” 即剩下的氣體為原來的5%。 練習(xí)1 某個容器的容積是10L,所裝氣體的壓強(qiáng)是 20xl05Pae如果溫度保持不變，把容器的開關(guān) 打開以后，容器里剩下的氣體是原來的百分之 幾？設(shè)大氣壓是1. 0xl05Pao I 1 丨5丨 （等溫膨脹） I 就容器而言，里面氣體的跑了，似乎是變質(zhì)量問 題，但是若我

8、們視容器內(nèi)氣體“出而不走” 么質(zhì)量就不變了。 練習(xí)2 一個足球的容積是2. 5L,用打氣筒給這個足球 打氣，每打一次都把體積為125mL、壓強(qiáng)與大氣 壓強(qiáng)相同的空氣打進(jìn)去,如果足球在打氣前就 已是球形，內(nèi)部空氣壓強(qiáng)與大氣壓相同，那么 打了 20次以后，足球內(nèi)部空氣的壓強(qiáng)是大氣壓 的多少倍？（設(shè)足球內(nèi)部的溫度保持不變） 練習(xí)3 如圖所示, 長為lm,開口豎直向上的玻璃管內(nèi) 封閉著長為15cm的水銀柱，封閉氣體的長度為 20cm,已知大氣壓強(qiáng)為75cmHg,求: (1) 玻璃管水平放置時， 管內(nèi)氣體的長度。 (2) 玻璃管開口豎直向下時, 管內(nèi)氣體的長度。

9、 15cm (假設(shè)水銀沒有流出) 20cm 解析: ?將共打20次的空氣與原來足球內(nèi)的空氣作 為整體，則整體的質(zhì)量就不變了，因此對 整體應(yīng)用玻意耳定律就可行了。初態(tài)： （足球內(nèi)）P（）XV球，（20次打氣筒內(nèi)）P0X （20XV筒）末態(tài)：（全部裝入足球內(nèi)）PXV球由 玻意耳定律 得 Poxv球+P°X （20XV筒）= PXV球 * 所以 P / P°= （V 球 + 20 X V筒）/ \/球=（2.5 +20X0.125） /2.5=2 解：⑴以管內(nèi)氣體為研究對象，管口豎直向上為初態(tài): 設(shè)管橫截面積為S,則 P1=75+15=90cmHg =20S 水平放置為末態(tài)，P2=75cmHg 由玻意耳定律P1V1=P2V2得： V2=P[V〔 / P2= (90X20S) / 75=24S 所以，管內(nèi)氣體長24cm ⑵以管口豎直向上為初態(tài)，管口豎直向下為末態(tài) P2=75—15=60cmHg 由玻意耳定律得：v2= PM / P2=30S 所以，管內(nèi)氣體長30cm 因為30cm+15cm< 100cm,所以水銀不會流出