第1节气体实验定律

1、于先波,1、温度,2、体积,3、压强,热力学温度T ：开尔文 T = t 273 K,体积 V 单位：有L、mL等,压强 p 单位：Pa（帕斯卡）,气体的状态参量,复习,方法研究,在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”., 控制变量的方法,思考：一定质量的气体，它的温度、体积和压强三个量之间变化是相互对应的.我们如何确定三个量之间的关系呢？,1.等温变化：气体在温度不变的状态下，发生的变化.,2.在等温变化中，气体的压强与体积可能存在着什么关系？,实验,3.实验研究,定性关系,猜想： p、V

2、,结论：V减小，p增大,压强与体积关系,=,压力测出的数据（3.0*105Pa）,压力测出的数据（2.5*105Pa）,压力测出的数据（1.5*105Pa）,压力测出的数据 （2.0*105Pa）,压力测出的数据（1.0*105Pa）,体积V=2.7,体积V=1.6,体积V=1.3,体积V=4,体积V=2.0,实验数据的处理,V,1,2,3,0,1,2,3,4,p-V图象,该图象是否可以说明p与V成反比？,如何确定p与V的关系呢？,1/V,1,2,3,0,0.2,0.4,0.6,0.8,p-1/V图象,结论,在温度不变时，压强p和体积V成反比.,2、公式表述：pV=C(常数 ) 或p1V1=p

3、2V2,1、文字表述：一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比.,3、适用范围：温度不太低，压强不太大,4、图像：,波意耳定律,1.一定质量气体的体积是20L时，压强为1105Pa。当气体的体积减小到16L时，压强为多大？设气体的温度保持不变.,p1V1=p2V2,例题,答案:1.2510 5Pa,2.如图，一上端开口,下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66 cm 的水银柱，中间封有长l2=6.6 cm的空气柱，上部有长l3=44 cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为p0=76 cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原

4、来位置时管中空气柱的长度.封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气.,玻璃管开口向上时,玻璃管开口向下时，,从开始转动一周后，,由玻意耳定律有 p1l2S=p2hS p1l2S=p3hS,解得 h=12 cm h=9.2 cm,p0+gl3,p1,p1=p0+gl3,则p2=gl1，p0=p2+gx,p2,p0+gx,x,p3,p0+gx,则p3=p0+gx,例题,用气体定律解题的步骤,1确定研究对象被封闭的气体(满足质量不变的条件)；,2用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；,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

5、玻意耳定律公式)；,4将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；,5对结果的物理意义进行讨论,等温线的特点及意义,V,1,2,3,0,1,2,3,4,1、特点:,(1)等温线是双曲线的一支.,(2)温度越高,其等温线离原点越远.,2、物理意义,(1)物理意义:反映压强 随体积的变化关系,(2)点意义:每一组数据-反映某一状态,(3)结论:体积缩小到原来的几分之一,压强增大到原来的几倍.体积增大到原来的几倍,它的压强就减小为原来的几分之一.,例题,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:t3t2t1,3.如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的p-V图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况