2.2破意耳定律.pptx

1、第二節(jié) 波意耳定律,滬科版選修3-3 第二章：氣體定律與人類(lèi)生活,復(fù)習(xí)：氣體的狀態(tài)參量,1.溫度T (1)用溫度計(jì)或溫度傳感器測(cè)量 (2)熱力學(xué)溫標(biāo)：開(kāi)爾文（K）T = t 273 K,2.體積V (1)就是氣體所充滿的容器的容積 (2)單位：立方米（m3) 、升(L) 、毫升(mL)等 1 m3 103 L= 106 mL,3.壓強(qiáng)P (1)用氣壓計(jì)或氣壓傳感器測(cè)量 (2)單位：Pa（帕斯卡） 、大氣壓、 mmHg柱等 1大氣壓=760 mmHg柱 =1.013 105 Pa,活動(dòng)一：男女同學(xué)比賽吹氣球 體積V 減小、壓強(qiáng)P 增大,活動(dòng)二：“鉆木” 取火 體積V 減小、溫度T 升高,氣體的溫

2、度、體積、壓強(qiáng)之間存在一定的關(guān)系！,-等溫變化,控制變量溫度,控制一定質(zhì)量氣體的溫度（T）不變， 研究體積（V）與壓強(qiáng)（P）之間的關(guān)系。,一、探究等溫變化過(guò)程中壓強(qiáng)與體積的關(guān)系,動(dòng)手體驗(yàn)定性關(guān)系,結(jié)論：當(dāng)V 減小時(shí)，P 增大 當(dāng)V 增大時(shí)，P 減小,猜想： P、V 成反比,一、探究等溫變化過(guò)程中壓強(qiáng)與體積的關(guān)系,2.定量研究：,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究一定質(zhì)量的氣體在等溫變化過(guò)程中壓強(qiáng)與體積的定量關(guān)系,（1）實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是什么？,（2）如何控制氣體的質(zhì)量m、溫度T 保持不變？,（3）如何測(cè)量壓強(qiáng)P、體積V？,（4）如何改變壓強(qiáng)P、體積V？,1.猜想： P、V反比,一、探究等溫變化過(guò)程中壓強(qiáng)與體積的

3、關(guān)系,利用氣體壓強(qiáng)傳感器，數(shù)據(jù)采集器精確探究：等溫變化P、V 定量關(guān)系,利用氣體壓強(qiáng)傳感器，數(shù)據(jù)采集器精確探究：等溫變化P、V 定量關(guān)系,2.定量研究：,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究一定質(zhì)量的氣體在等溫變化過(guò)程中壓強(qiáng)與體積的定量關(guān)系,（1）實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是什么？,（2）如何控制氣體的質(zhì)量m、溫度T 保持不變？,（3）如何測(cè)量壓強(qiáng)P、體積V？,（4）如何改變壓強(qiáng)P、體積V？,1.猜想： P、V反比,一、探究等溫變化過(guò)程中壓強(qiáng)與體積的關(guān)系,2.定量研究：,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究一定質(zhì)量的氣體在等溫變化過(guò)程中壓強(qiáng)與體積的定量關(guān)系,（1）實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是什么？,（2）如何控制氣體的質(zhì)量m、溫度T保持不變？,（3）如

4、何測(cè)量壓強(qiáng)P、體積V？,（4）如何改變壓強(qiáng)P、體積V？,1.猜想： P、V 反比,一、探究等溫變化過(guò)程中壓強(qiáng)與體積的關(guān)系,（5）如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？,2.定量研究：,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究一定質(zhì)量的氣體在等溫變化過(guò)程中壓強(qiáng)與體積的定量關(guān)系,1.猜想： P、V 反比,3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論,一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比。,一、探究等溫變化過(guò)程中壓強(qiáng)與體積的關(guān)系,1.內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在溫度保持不變時(shí)，它的壓強(qiáng)和體積成反比；或者說(shuō)，壓強(qiáng)和體積的乘積保持不變此即玻意耳定律 2.數(shù)學(xué)表達(dá)式：pVC(常量) 或 p1V1p2V2. 3.適用條件： （1）氣體質(zhì)量不變、溫度不變； （2）氣體

5、溫度不太低、壓強(qiáng)不太大,二、玻意耳定律,（1）2倍,例1.一個(gè)足球的體積是2.5L。用打氣筒給這個(gè)足球打氣，每一次都把體積為125mL，壓強(qiáng)與大氣壓相同的氣體打進(jìn)球 內(nèi)。如果在打氣前足球已經(jīng)是球形并且里面的壓強(qiáng)與大氣壓相同，打了20次后，（1）足球內(nèi)部空氣的壓強(qiáng)是大氣壓的多少倍？,二、玻意耳定律,（1）2倍,例1.一個(gè)足球的體積是2.5L。用打氣筒給這個(gè)足球打氣，每一次都把體積為125mL，壓強(qiáng)與大氣壓相同的氣體打進(jìn)球 內(nèi)。如果在打氣前足球已經(jīng)是球形并且里面的壓強(qiáng)與大氣壓相同，打了20次后，（1）足球內(nèi)部空氣的壓強(qiáng)是大氣壓的多少倍？ （2）你在得出結(jié)論時(shí)考慮到了什么前提？ （3）實(shí)際打氣時(shí)能滿

6、足你的前提嗎？,（2）設(shè)氣體溫度不變,（3）實(shí)際打氣時(shí)不能滿足這一前提，溫度會(huì)升高,二、玻意耳定律,三、氣體等溫變化的pV圖像,(2)圖像意義,“線” 的意義:反映一定質(zhì)量氣體在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系， 圖線表示一個(gè)等溫“過(guò)程”， 故此曲線也叫等溫線,“點(diǎn)”的意義:每一組數(shù)據(jù)-反映某一狀態(tài),1pV 圖像 (1)一定質(zhì)量的氣體的pV 圖像 如圖: 是雙曲線的一支,思考與討論,同一氣體，不同溫度下等溫線是不同的， 你能判斷那條等溫線是表示溫度較高的情形 嗎？你是根據(jù)什么理由作出判斷的？,結(jié)論：t2t1,三、氣體等溫變化的pV圖像,(3)溫度越高,其等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn). 即pVC(常量

7、) 隨溫度升高而增大，該常量與氣體質(zhì)量和溫度有關(guān),三、氣體等溫變化的pV圖像,(2)圖像意義,1pV 圖像 (1)一定質(zhì)量的氣體的pV 圖像 如圖: 是雙曲線的一支,例2. 如圖所示，A、B 是一定質(zhì)量的理想氣體在兩條等溫線上的兩個(gè)狀態(tài)點(diǎn)，這兩點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O 和對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸上的VA、VB坐標(biāo)所圍成的三角形面積分別為SA 、SB，對(duì)應(yīng)溫度分別為T(mén)A和TB,則 （ ） A. SA SB TA TB B. SA = SB TA SB TA TB,C,三、氣體等溫變化的pV圖像,(2)直線的斜率即為p與V的乘積，斜率越大，pV乘積越大，溫度就越高，如圖T2T1.,(1)一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時(shí)，pV恒

8、量，p與V成反比，p與1/V 就成正比，在p1/V 圖上的等溫線應(yīng)是過(guò)原點(diǎn)的直線,1. 圖像 2. 圖像,三、氣體等溫變化的pV圖像,例3. 將一端封閉的均勻直玻璃管開(kāi)口向下，豎直插入水銀中，當(dāng)管頂距槽中水銀面8cm時(shí)，管內(nèi)水銀面比管外水銀面低2cm。要使管內(nèi)水銀面比管外水銀面高2cm，應(yīng)將玻璃管豎直向上提起多少cm？ 已知大氣壓強(qiáng) p0=76cmHg柱，設(shè)溫度不變。 （水銀槽的橫截面積遠(yuǎn)大于 試管的橫截面積，且變化過(guò) 程溫度不變）,四、玻意耳定律的應(yīng)用,解：對(duì)玻璃管內(nèi)封閉的氣體 根據(jù)題意，變化過(guò)程溫度不變 由圖知,初狀態(tài)： P1=P0+2cmHg=78cmHg V1=(8+2)S=10S，,

9、末狀態(tài)： p2=p0-2cmHg=74cmHg， V2=(8+x)-2S=(6+x)S,根據(jù)玻意耳定律：P1V1=P2V2 代入數(shù)據(jù)解得：玻璃管提升高度：x=4.54cm,四、玻意耳定律的應(yīng)用,解：對(duì)玻璃管內(nèi)封閉的氣體 根據(jù)題意，變化過(guò)程溫度不變 由圖知,四、玻意耳定律的應(yīng)用,確定研究對(duì)象,初狀態(tài)： P1=P0+2cmHg=78cmHg V1=(8+2)S=10S，,末狀態(tài)： p2=p0-2cmHg=74cmHg， V2=(8+x)-2S=(6+x)S,根據(jù)玻意耳定律：P1V1=P2V2 代入數(shù)據(jù)解得：玻璃管提升高度：x=4.54cm,明確過(guò)程特征,確定初末狀態(tài),根據(jù)定律列式,方法提升：應(yīng)用玻

10、意耳定律解題的步驟,（1）確定研究對(duì)象：一定質(zhì)量的某種氣體 （2）明確過(guò)程特征：等溫變化 （3）確定初末狀態(tài)：初狀態(tài)的參量P1、V1 末狀態(tài)的參量P2、V2 （4）根據(jù)定律列式： 據(jù)玻意耳定律 P1V1=P2V2列方程求解,四、玻意耳定律的應(yīng)用,例4. 某個(gè)容器的容積是10L，所裝氣體的壓強(qiáng)是20105Pa。如果溫度保持不變，把容器的開(kāi)關(guān)打開(kāi)以后，容器里剩下的氣體是原來(lái)的百分之幾？設(shè)大氣壓是1.0105Pa。,四、玻意耳定律的應(yīng)用,解 以容器原裝氣體為研究對(duì)象。,初態(tài) p1=20105Pa V1=10L T1=T,末態(tài) p2=1.0105Pa V2=？L T2=T,由玻意耳定律 p1V1=p2V2得,即剩下的氣體為原來(lái)的5。,就容器而言，里面氣體質(zhì)量變了，似乎是變質(zhì) 量問(wèn)題了，但若視容器中氣體出而不走，就又是質(zhì)量 不變了。,四、玻