气体的状态参量课件.ppt

1、专题一专题一 气体的状态参量气体的状态参量高 三 物 理 第 一 轮 复 习高 三 物 理 第 一 轮 复 习第七章第七章专题一专题一 气体的状态参量气体的状态参量一一.描述气体的状态参量描述气体的状态参量1.气体的体积气体的体积(V):气体总是充满整个容器的气体总是充满整个容器的 气气 体的体积体的体积=容器的容积容器的容积2.气体的温度气体的温度(T):宏观意义：宏观意义：物体的冷热程度物体的冷热程度.微观意义：微观意义：气体分子平均动能的标志气体分子平均动能的标志单位单位:m3 ,升升(L)(dm3)毫升毫升(mL)(cm3)热力学温度（热力学温度（T），单位：开尔文（），单位：开尔文（

2、K）摄氏温度（摄氏温度（t），单位：摄氏度（），单位：摄氏度（）T=273+t (K)绝对零度绝对零度(0 K)(-273):低温的极限低温的极限(只能接近不能达到只能接近不能达到).当温度趋于当温度趋于0 K时时,使气体的体积使气体的体积V,压强压强P趋于趋于0.使固体的使固体的电阻趋于电阻趋于0(超导现象超导现象)3.气体的压强气体的压强(P):气体的压强的产生气体的压强的产生.气体分子频繁地碰撞容器壁气体分子频繁地碰撞容器壁,形成对形成对各处各方向均匀的持续的压力而产生的各处各方向均匀的持续的压力而产生的.压强的单位压强的单位:帕帕(Pa),厘米汞柱厘米汞柱(cmHg),大气压大气压(a

3、tm)1 atm=76 cmHg=1.013105 Pa 影响气体压强的因素影响气体压强的因素:气体分子的速度气体分子的速度(温度温度);单位体积单位体积内分子个数内分子个数(体积体积)气体的压强的特点气体的压强的特点：同一容器中的气体的压强向各个方：同一容器中的气体的压强向各个方向的大小都相等，不随深度变化向的大小都相等，不随深度变化.2.静止的固体封闭的气体压强的计算静止的固体封闭的气体压强的计算:(1)研究对象研究对象:固体固体 (2)分析方法分析方法:分析固体的受力分析固体的受力,列出固体的力的平衡方程列出固体的力的平衡方程.3.加速运动系统中封闭的气体压强的计算加速运动系统中封闭的气

4、体压强的计算:(1)研究对象研究对象:固体或液体固体或液体 (2)分析方法分析方法:分析固体或液体的受力分析固体或液体的受力,列出固体或液体的牛列出固体或液体的牛顿第二定律方程顿第二定律方程.F=ma二二.气体压强的计算方法气体压强的计算方法:(1)研究对象研究对象:最低液面最低液面;(2)分析方法分析方法:分析最低液面受的压强分析最低液面受的压强,列出最低液面的压强列出最低液面的压强平衡方程平衡方程.(3)连通器原理连通器原理:在连通器中同一液体的同一水平液面上的在连通器中同一液体的同一水平液面上的压强是相等的压强是相等的.(4)由液柱产生的压强由液柱产生的压强:P液液=液液gh1.静止的液

5、体封闭的气体压强的计算静止的液体封闭的气体压强的计算:例例1.如图如图(a),(b),(c),(d)中玻璃管中都灌有水银中玻璃管中都灌有水银,分别求出四分别求出四种情况下被封闭的气体种情况下被封闭的气体A的压强的压强.P0=76cmHg答答:Pa=61cmHg,Pb=66cmHg,Pc=67.34cmHg,Pd=82cmHg15cm(a)10cm(b)6010cm10cm4cmAAAA(c)(d)例例2.如图如图(a),(b),(c),(d)所示所示,求出被活塞封闭的气体求出被活塞封闭的气体A的压的压强强.设大气压强为设大气压强为P0,活塞质量不计活塞质量不计,活塞面积为活塞面积为S,重物质量

6、重物质量为为m,弹簧的劲度系数为弹簧的劲度系数为K,弹簧被拉长弹簧被拉长x,AAAA(a)(b)(c)(d)答答:Pa=P0+mg/S,Pb=P0-mg/S,Pc=P0+KX/S,Pd=P0+mgSin /S例例3.如图所示如图所示,一个圆柱形气缸静放在地面上一个圆柱形气缸静放在地面上,气缸的质量气缸的质量为为M,活塞活塞(连同手柄连同手柄)质量为质量为m,气缸内部的横截面积为气缸内部的横截面积为S,大大气压强为气压强为P0,求求(1)活塞静止时活塞静止时,气体的压强气体的压强P1.(2)将活塞缓将活塞缓慢上提慢上提,当气缸刚离地面时当气缸刚离地面时,气缸内气体的压强气缸内气体的压强P2.答答

7、:(1)P1=P0+mg/S (2)P2=P0-Mg/S例例4.如图所示如图所示,一个横截面积为一个横截面积为S的圆柱形气缸静放在地面的圆柱形气缸静放在地面上上,活塞圆板活塞圆板A的上表面是水平的的上表面是水平的,下表面是倾斜的下表面是倾斜的,下表面下表面与水平面的夹角为与水平面的夹角为,活塞的质量为活塞的质量为M,不计摩擦不计摩擦,若大气压若大气压强为强为P0,则被封闭的气体的压强为则被封闭的气体的压强为:A.P0+Mgcos /S B.P0/cos +Mg/cos SC.P0+Mgcos /S D.P0+Mg/S 答答:DRFF例例5.如图所示如图所示,两个半球壳拼成的球形容器内部已经抽成

8、真两个半球壳拼成的球形容器内部已经抽成真空空,球形容器的半径为球形容器的半径为R,大气的压强为大气的压强为P0,使两个半球壳沿使两个半球壳沿图中箭头方向互相分开图中箭头方向互相分开,应施加的拉力应施加的拉力F至少为至少为 A.4 R2P0 B.2 R2P0 C.R2P0 D.R2P0/2答答:C例例6.如图所示的密闭容器中如图所示的密闭容器中,水银将气体分成水银将气体分成A,B两部分两部分.水银柱不移动水银柱不移动,则有则有:A.两部分气体对水银柱的压力大小相等两部分气体对水银柱的压力大小相等.B.两部分气体压强不同两部分气体压强不同.C.水银柱对容器有向左的压力水银柱对容器有向左的压力.D.

9、水银柱对容器有向右的压力水银柱对容器有向右的压力.答答:CAB例例7.如图所示如图所示,A,B两个固定汽缸两个固定汽缸,缸内气体被活塞封闭着缸内气体被活塞封闭着,A缸活塞的面积为缸活塞的面积为SA,B缸活塞的面积为缸活塞的面积为SB,且且SA SB,两活塞两活塞之间用一根轻杆连接之间用一根轻杆连接,大气压强为大气压强为P0.讨论讨论:(1)两汽缸内的压强在什么条件下能使两汽缸内的压强在什么条件下能使PAPB,(2)两汽缸内的压强在什么条件下能使两汽缸内的压强在什么条件下能使PAPB,(3)两汽缸内的压强在什么条件下能使两汽缸内的压强在什么条件下能使PA=PB.AB答答:(1)条件条件:PA P

10、0;PB P0;PB P0 (3)条件条件:PA=P0;PB=P0例例8.如图所示如图所示,A,B,C三根相同的试管一端封闭三根相同的试管一端封闭,封闭端有一封闭端有一个小环用细线悬挂在天花板上个小环用细线悬挂在天花板上,开口端插入水银槽中开口端插入水银槽中,管内管内封闭有气体封闭有气体,则三管内的气体压强从大到小的顺序是则三管内的气体压强从大到小的顺序是_,三根细线上的拉力大小从大到小的顺三根细线上的拉力大小从大到小的顺序是序是_.ABCPBPAPCFCFAFB_例例9.如图所示如图所示,小车上固定一个截面积为小车上固定一个截面积为S的一端封闭的均的一端封闭的均匀玻璃管，管内用长为匀玻璃管，

11、管内用长为L的水银柱封闭住一段空气，若大的水银柱封闭住一段空气，若大气压强为气压强为P0，当小车以加速度，当小车以加速度a向左加速运动时向左加速运动时,管内气体管内气体的压强的压强P为多少为多少?(水银密度为水银密度为)a答答:P=P0+aL例例10.如图所示如图所示,汽缸质量为汽缸质量为M,活塞质量为活塞质量为m,缸内封闭气体缸内封闭气体质量不计质量不计,汽缸置于光滑水平面上当用一个水平力汽缸置于光滑水平面上当用一个水平力F拉活塞拉活塞时时,活塞和汽缸能保持相对静止而一起向右加速运动活塞和汽缸能保持相对静止而一起向右加速运动,大气大气压强为压强为P0,活塞横截面积为活塞横截面积为S,求此时缸

12、内气体的压强为多求此时缸内气体的压强为多少少?答答:P=P0 MF/(M+m)SFa例例11.如图所示如图所示,粗细均匀的细玻璃管粗细均匀的细玻璃管,A端开口端开口,B端封闭端封闭,管管水平放置水平放置,并能绕并能绕A端旋转现有一滴水银在管内端旋转现有一滴水银在管内,将一部分将一部分空气封闭在管的空气封闭在管的B端端,已知水银滴质量为已知水银滴质量为m,水银滴长度不计水银滴长度不计,当玻璃管绕当玻璃管绕A点以角速度点以角速度 做匀速圆周运动时做匀速圆周运动时,水银滴离水银滴离A端的距离为端的距离为d,大气压强为大气压强为P0,管内横截面积为管内横截面积为S,求此时管内求此时管内气体的压强气体的

13、压强P?AB d答答:P=P0+m 2d/S例例11.如图所示如图所示,一个左端封闭一个左端封闭,右端开口的均匀细右端开口的均匀细U型玻璃型玻璃管竖直放置在水平小车上管竖直放置在水平小车上,玻璃管底部长度为玻璃管底部长度为L,管内用水管内用水银封闭一段气体银封闭一段气体,当小车以加速度当小车以加速度a向右加速运动时向右加速运动时,左右两左右两管内的高度分别为管内的高度分别为h1,h2.已知水银的密度为已知水银的密度为.大气压强为大气压强为P0.求左管内气体的压强求左管内气体的压强P答答:P=P0+La-g(h1 h2)aLh1h2例例12.如图所示如图所示,在一个高为在一个高为H的密封容器内的密封容器内,用不漏气并能用不漏气并能自由移动的活塞把容器分割为两部分自由移动的活塞把容器分割为两部分,左边容器内有气体左边容器内有气体,右边容器的底部有高为右边容器的底部有高为h,密度为密度为 的液体的液体,上部为真空上部为真空,求气求气体的压强体的压强P.液体液体真空真空气气体体Hh答答:P=h2g/2H