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(共23張PPT)
1
知道玻意耳定律的內(nèi)容、公式及適用條件，能用玻意耳定律解答有關(guān)問(wèn)題。
重難點(diǎn)
重點(diǎn)
2
理解等溫變化的圖像，并能利用圖像分析實(shí)際問(wèn)題。
玻意耳定律及其應(yīng)用
小華同學(xué)表演吹氣球，在塑料飲料瓶瓶口套上氣球，但是氣球總是吹不大，將飲料瓶瓶底鉆了一個(gè)孔后，小華再吹氣球時(shí)，很輕松地吹大了氣球。請(qǐng)分析瓶底完好時(shí)，小華吹氣球過(guò)程中，瓶?jī)?nèi)氣體(忽略溫度變化)的壓強(qiáng)(p)和體積(V)的變化情況。
答案　瓶?jī)?nèi)氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，所以氣球難吹大。
上節(jié)課我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出結(jié)論：一定質(zhì)量的某種氣體在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p和體積V成反比。
玻意耳定律
1.玻意耳定律
(1)一定質(zhì)量的某種氣體，在____不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成____。
(2)公式
p ∝ ＝或__________。
(3)條件:氣體的質(zhì)量一定，溫度保持不變。
溫度
反比
p1V1＝p2V2
玻意耳定律
2.微觀解釋
從微觀角度看，一定質(zhì)量的氣體分子總數(shù)不變。溫度保持不變時(shí)，分子 保持不變。當(dāng)氣體體積減小時(shí)，單位體積內(nèi)的分子數(shù) ，氣體的壓強(qiáng)也就增大；當(dāng)氣體體積增大時(shí)，單位體積內(nèi)的分子數(shù) ，氣體的壓強(qiáng)也就減小。
平均動(dòng)能
增多
減少
1.如圖所示，在一個(gè)恒溫池中，一串串氣泡由池底慢慢升到水面，有趣的是氣泡在上升過(guò)程中，體積逐漸變大，到水面時(shí)就會(huì)破裂。問(wèn)：
(1)上升過(guò)程中，氣泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)如何改變？
(2)氣泡在上升過(guò)程中體積為何會(huì)變大？
答案　(1)由p＝ρ液gh知，氣泡內(nèi)氣體壓強(qiáng)變小。
(2)由玻意耳定律pV＝C可知，壓強(qiáng)變小，氣體的體積增大。
思考與討論
2.一定質(zhì)量的氣體溫度升高時(shí)，pV＝C中的C的數(shù)值是怎樣變化的？為什么？(從氣體壓強(qiáng)的微觀解釋角度分析)
答案　增大。若氣體的體積保持不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能增大，氣體分子數(shù)密度不變，分子與器壁碰撞時(shí)平均作用力增大，壓強(qiáng)變大，C值變大。
1.(2024·重慶一中高二期末)如圖所示，在水池中漂浮一倒放的質(zhì)量為m、橫截面積S＝2 cm2的玻璃管，管內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體。此時(shí)管內(nèi)外水面高度差H1＝0.5 m，玻璃管露出水面部分b＝1 m?，F(xiàn)將質(zhì)量也為m，體積可忽略的小鐵塊放置在玻璃管底部，玻璃管最終處于懸浮狀態(tài)。已知大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g取10 m/s2，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，不計(jì)管內(nèi)被封閉氣體的重力，整個(gè)過(guò)程環(huán)境溫度保持不變。
(1)求玻璃管的質(zhì)量m；
(2)懸浮狀態(tài)時(shí)，玻璃管內(nèi)外液面高度差H2。
答案　 (1)0.1 kg　(2)5.75 m
(1)由于玻璃管處于漂浮狀態(tài)，則有F浮1＝mg，F(xiàn)浮1＝ρgH1S，聯(lián)立解得m＝0.1 kg。
(2)由于放上小鐵塊后玻璃管處于懸浮狀態(tài)，則有F浮2＝2mg，F(xiàn)浮2＝ρgLS，解L＝2H1＝1 m。
由于整個(gè)過(guò)程環(huán)境溫度保持不變，則有p1V1＝p2V2，其中玻璃管處于漂浮狀態(tài)時(shí)p1＝p0＋ρgH1＝p0＋，V1＝S(b＋H1)，玻璃管處于懸浮狀態(tài)時(shí)p2＝p0＋ρgH2，V2＝SL，聯(lián)立解得H2＝5.75 m。
應(yīng)用玻意耳定律解題的一般步驟：
(1)確定研究對(duì)象，并判斷是否滿(mǎn)足玻意耳定律的條件。
(2)確定初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1、V1；p2、V2)。
(3)根據(jù)玻意耳定律列方程求解。(注意統(tǒng)一單位)
(4)注意分析隱含條件，作出必要的判斷和說(shuō)明。
提醒：確定氣體壓強(qiáng)或體積時(shí)，只要初、末狀態(tài)的單位統(tǒng)一即可，沒(méi)有必要都轉(zhuǎn)換成國(guó)際單位制。
2.有一質(zhì)量為m的氣缸，用活塞封著一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)氣缸水平橫放時(shí)，氣缸內(nèi)空氣柱長(zhǎng)為l0(圖甲)，現(xiàn)把活塞按如圖乙所示的方式懸掛，氣缸懸在空中保持靜止。求此時(shí)氣缸內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度為多少？已知大氣壓強(qiáng)為p0，活塞的橫截面積為S，重力加速度為g，它與氣缸之間無(wú)摩擦且不漏氣，氣體溫度保持不變。
設(shè)懸掛時(shí)空氣柱長(zhǎng)為l1，選取氣缸內(nèi)封閉的氣體為研究對(duì)象，氣體發(fā)生等溫變化
初始狀態(tài)：p1＝p0，V1＝l0S
對(duì)懸掛的氣缸進(jìn)行受力分析(如圖)
由平衡條件得p0S＝p2S＋mg
3.(2023·鄭州市高二期末)如圖所示，高為L(zhǎng)、橫截面積為S的導(dǎo)熱氣缸內(nèi)放有一不規(guī)則石塊，厚度不計(jì)的輕質(zhì)活塞封閉了一定質(zhì)量的某種氣體，活塞正好在氣缸的頂部。再在活塞上放置質(zhì)量為m的物體后，活塞緩慢下移，并靜止在與缸底的間距為0.8L的高度。已知外界大氣壓強(qiáng)p0＝ ，
忽略缸內(nèi)氣體溫度的變化，不計(jì)活塞和氣缸的摩擦，重力加速度為g。求：
(1)該過(guò)程中外界對(duì)氣體做的功；
(2)石塊的體積V。
答案　(1) 　 (2)
(1)根據(jù)題意可知，放置重物后，外界對(duì)氣體的壓力為F＝p0S＋mg
外界對(duì)氣體做功為W＝(p0S＋mg)·Δh
Δh＝L－0.8L＝0.2L
(2)根據(jù)玻意耳定律有
p0(SL－V)＝p1(0.8SL－V)
氣體等溫變化的p－V 圖像或p－ 圖像
等溫變化的圖像
1.在p－V直角坐標(biāo)系中，每一個(gè)點(diǎn)表示氣體的一個(gè)狀態(tài)，一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，其壓強(qiáng)隨體積的變化而變化，在p－V直角坐標(biāo)系上，此曲線是一條被稱(chēng)為等溫線的______ (如圖所示)。
雙曲線
2.在p－ 直角坐標(biāo)系中，表示等溫變化的圖線變?yōu)橥ㄟ^(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜_____ (如圖所示)。
直線
3.一定質(zhì)量的氣體，不同溫度下的等溫線是_______。
不同的
1.如圖所示為一定質(zhì)量的氣體在同一溫度下的p－V圖線，若由A狀態(tài)沿直線變化到B狀態(tài)，溫度如何變化？
先升高后降低
2.如圖所示為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的p－ 圖線，T1和T2哪一個(gè)大？為什么？
T2。直線的斜率為p與V的乘積，斜率越大，pV乘積越大，溫度越高。
4.(多選)如圖所示，D→A→B→C表示一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的過(guò)程，則下列說(shuō)法正確的是
A.D→A是一個(gè)等溫過(guò)程
B.A→B是一個(gè)等溫過(guò)程
C.TA>TB
D.B→C體積增大，壓強(qiáng)減小，溫度不變
√
√
5.(多選)(2023·云南文山馬關(guān)縣第一中學(xué)高二期末)如圖所示是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B再變到狀態(tài)C的過(guò)程，A、C兩點(diǎn)在同一條雙曲線上，則此變化過(guò)程中
A.從A到B的過(guò)程溫度升高
B.從B到C的過(guò)程溫度升高
C.從A到B再到C的過(guò)程溫度先降低再升高
D.A、C兩點(diǎn)的溫度相等
√
√
氣體的等溫變化
玻意爾定律
1.內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比
等溫變化的圖像
2.公式pV＝C(C是常量)
3.條件：氣體的質(zhì)量一定，溫度不變

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