B.气体的压强与体积的关系.ppt

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1、气体的压强与体积的关系金山中学徐永存2019.5.12描述气体状态的参量：控制变量法温度不变时，一定质量的气体的压强随它的体积变化而变化的规律——等温变化pVT体验并猜想：温度不变情况下，一定质量的气体压强与体积的关系推活塞拉活塞F推F0F1F1=F推+F0F拉F0F1F1+F拉=F0人们很早就知道一定质量气体的体积变大压强就会减小的事实，但压强和体积之间的定量关系直到300多年前（即1661年）才被发现英国化学家、物理学家波意耳发现。波意耳（1627-1691）探究一定质量的气体在温度不变的情况下，压强与体积的关系1、实验目的：

2、探究一定质量的气体在温度不变条件下的压强与体积的关系。2、实验器材：DIS（压强传感器、数据采集器、计算机）、注射器。思考：1、我们研究的是哪一部分气体？它的体积如何表示？2、怎样保证气体的质量是一定的？3、实验过程中，为保持恒温，在操作中应注意什么？3、实验装置4、实验步骤：（1）将压强传感器接入数据采集器，运行DIS应用软件，点击基础软件→物理→实验下拉条目中的“波意耳定律”。（2）修改excell中宏的等级，设为最低等。关闭该软件后再启动。（3）修改表格中设定好的气体体积初始值。（5）把注射器活塞置于初始位置（如20ml处）

3、，并将注射器与压强传感器前端紧密相连，确保其气密性。（6）点击“开始实验”，记录此刻针筒中密闭气体的压强值。（7）连续多次改变注射器活塞的位置使气体体积发生变化，同时记录对应的压强值，获得多组数据。（注意：改变体积后要等气体压强稳定后再读数）5、数据处理：（1）计算机根据数据点绘出“压强—体积”关系图线。（2）计算机根据数据点绘出“压强—体积的倒数”关系图线。思考：1、点击“p－V绘图”以后，你能确定压强与体积成反比吗？2、那么有没有同学可以不通过画图的方式，而是直接利用表格中的数据，证明p和V成反比。3、想想如果实验做出来的P-

4、1/V图象不过原点，误差的原因可能是什么？玻意耳定律1、内容：一定质量的气体，在温度不变时，它的压强和体积成反比。注：使用条件：一定质量，温度不变2、数学形式，即P1V1=P2V2、P1/P2=V2/V1或PV=恒量3、P-V图象：一条双曲线（称为等温线）4、应用范围：温度不太低（和室温相比）压强不是很大（和大气压相比）微观解释示例一个体积为V的沼气泡自池底浮起，如图所示。若水深为3m，沼气泡从池底上升到水面时，它的体积将变成原来的多少倍？（设水底和水面的温度相同，大气压强p0=1.0×105Pa,水的密度ρ=1.0×103kg/

5、m3）解答：在池底时，气泡内部气体的压强p1=p0+ρgh,体积V1=V；当气泡浮到水面后，气体压强p1=p0，体积为V2根据波意耳定律:p1V1=p2V2所以，讨论：在应用波意耳定律解题时，首先要确定研究的对象（即哪部分气体）并搞清楚是否满足温度不变和气体质量不变的条件，然后分清楚初末状态的压强和体积值，根据波意耳定律列方程。在运用过程中不一定要统一用国际单位，只要方程两边使用的单位相同就可以了。练习：在一端封闭，另一端开口，内径均匀的直玻璃管管内注入一段长15cm的汞柱，就可以粗略地测大气压。玻璃管水平放置时，被汞柱封闭的空气

6、柱长30cm。将玻璃管缓慢地转动到使开口竖直向上时,空气柱长25cm，求大气压。分析：确定被汞柱封闭的空气柱为研究对象,设其截面积为S。因为整个过程，外界温度不变，所以可视为温度不变。由玻意耳定律P1V1=P2V2在玻璃管水平时，密闭气体的压强P1等于大气压P0,，体积V1=Sh1=0.3Scm3在玻璃管竖直放置时,气体压强P2=P0+ρgh=P0+13.6×103×9.8×0.15Pa=P0+2×104Pa,V2=0.25Scm3代入P1V1=P2V2,得P0×0.3S=(P0+2×104)×0.25S，所以，大气压P0=1×1

7、05Pa。大家谈：波意耳定律在日常生活中有许多实际应用。如图所示是家用杀虫剂灌的内部构造和使用示意图，请分析其工作原理。观察我们的身边玻意耳定律研究对象——一定质量的气体适用条件——温度保持不变化遵循规律——体积和压强成反比小结作业布置：完成课课练。谢谢大家！