老师
各位同学大家好,今天我们来研究气体。气体的性质是热血部分的重点,我们要学习气体的状态变化过程中的宏观规律、微观解释以及内能变化问题。今天我们先来学习一种特殊的变化,叫做等温变化。在正式开始新课之前,我们先来做点准备工作。在运动学中,我们为了描述运动状态,引入了一些新的物理量。同理,当我们学习热学时,为了描述新的现象和规律,同样要引入一些特殊的物理量。让我们结合这样一个生活中的例子来思考这件事儿。
老师
凹陷的乒乓球放入热水中可以恢复原状,在这个例子中发挥作用的其实是乒乓球内部的气体。用物理的语言来描述,则是乒乓球内部的气体发生了状态的改变,那么哪些物理量随之变化了前后两个状态?我们进行对比一下,会发现其实改变了的是气体的冷热程度,也就是温度,气体的体积也发生了变化,也就是说我们气体分子所能达到的空间大小以及气体的压强。这里解释一下,气体压强在微观上它是指分子热运动撞击容器 p 产生的,至于具体的压强大小跟什么因素有关,这些我们放在后续再进行专门的研究。
老师
这三个物理量其实就是描述气体状态的三个状态参量,也就是说一旦这三个物理量确定了,我们气体的状态就确定了。当然我们在描述气体性质的时候,我们之前学过的质量摩尔数、分子数这些同样是适用的。好,那么现在问题来了,假如气血的状态发生了改变,那么这三个物理量之间会满足什么样的物理规律呢?由于有三个物理量,所以我们采用的研究方法是控制变量。
老师
具体到我们今天的大标题,等温变化指的就是一定质量的气体,当然这里强调一定质量是为了确定我们的研究对象保持不变,在温度不变的状态下所发生的变化。那现在同学们来猜一猜这一定质量气体等温变化的时候,压强和体积之间存在了什么样的关系?来我们仔细分析一下这个问题。
老师
在这个过程中,我们控制不变的物理量就是气体的温度以及质量,发生变化的就是压强和体积,也就是说我们要研究 VP 的定量关系,从我们的生活经验出发,相信很多同学已经有了自己的猜想,那么我们如何设计一个实验来证明我们自己的猜想?当然提醒大家的是,我们在设计实验的时候要注意控制气体的质量、温度,利用某种方式改变气体的体积或者压强,并且我们要保证压强体积可测。这里大家可以,嗯,先按一下暂停键,思考一下,整理自己的思路。
老师
好,现在让我们一起头脑风暴一下这几个问题。首先我们想要保证质量不变,可以把气体放到密闭的空查看隐藏内容