热学专题二(1)

1、专题二专题二 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二专题二 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 (m,V,T,P)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2.气体的温度气体的温度(T):单位单位:立方米立方米(m3) ,升升(L)(dm3 ) 毫升毫升(mL)(cm3 )热力学温度热力学温度(T),单位单位:开尔文（开尔文（K）(T为为基本物理量基本物理量之一之一)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

2、接近不能达到).气气 体的体积体的体积=容器的容积容器的容积宏观意义：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摄氏温度（摄氏温度（t ），单位：摄氏度（），单位：摄氏度（） T=273+t 两种温度的改变量相等两种温度的改变量相等 T= t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): 定义定义:P=F/S (F为垂直接触面的压力为垂直接触面的压力)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

3、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( atm)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.1 atm=76 cmHg=1.013105 Pa , 1Pa=1N/m2 1105Pa = 75 cmHg2.静止的

4、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: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体压强的计算: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:最低最低液面液面; (2)分析方法分析方法:分析分析最低最低液面受的液面受的压强压强,列出最低液面的列出最低液面的压强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向在连通器中同一液体的同一水平液面上向各个方向的压强是大小相等的各个方向的压强是大小相等的. (4)由液柱产生的压强由液柱产生的压强:P液液= 液液gh (h为为液柱的竖直高度液柱的竖直高度)1.静

5、止的液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:(1)研究对象研究对象:整个固体整个固体(2)分析方法分析方法:分析固体的分析固体的受力受力,列出固体的列出固体的力的平衡方程力的平衡方程.(1)研究对象研究对象:整个固体或整个液体整个固体或整个液体(2)分析方法分析方法:分析固体或液体的分析固体或液体的受力受力,列出固体或液体的列出固体或液体的牛牛顿第二定律方程顿第二定律方程. F=ma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=

6、61cmHg,15cm(a)10cm(b)6010cm10cm4cmAAAA(c) (d)Pb=66cmHg, Pc=67.34cmHg,Pd=82cmHg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

7、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: (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

8、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: D结论结论:活塞封闭气体时活塞封闭气体时,气体的压强气体的压强与活塞表面的形状是无关的与活塞表面的形状是无关的,与气与气缸的横截面积有关缸的横截面积有关.RFF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真两个半球壳拼成的球

9、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.如图所示如图所示U形容器中两段水银柱封住一定质量的气体形容器中两段水银柱封住一定质量的气体,两边管径不等两边管径不等,则平衡时：则平衡时：( )A.两边液柱上表面必须相平两边液柱上表面必须相平.B.两边液柱下表面必须相平两边液柱下表面必须相平.C.两边液柱必须等高两边液柱必须等高.D.两边液柱必须等质量

10、两边液柱必须等质量C例例7.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. 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8.如图所示如图所示,玻璃管中装满水银后玻璃管中装满水银后,倒插在水银槽中倒插在水银槽中,槽内槽内水银面以上的管长为水银面以上的管长为50cm,大气压强为大气压强为76cmHg,则下述说则下述

11、说法中正确的是法中正确的是( )A.水银对管底的压强为水银对管底的压强为26cmHg.B.打破管底则水银喷出打破管底则水银喷出.C.打破管底则水银流下与管外相平打破管底则水银流下与管外相平.D.上述说法均不正确上述说法均不正确.50cmAC例例9.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 ,

12、 (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(1)条件条件: PA P0; PB PB (2)条件条件: PA P0; PB P0 结论结论: PAPAPCFCFAFB例例12.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的一端封闭的的一端封闭的均匀玻璃管，管内用长为均匀玻璃管，管内用长为L的水银柱封闭住一段空气，若的水银柱封闭住一段空气，若大气压强为大气压强为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,管内气管内气体的压

13、强体的压强P为多少为多少?(水银密度为水银密度为 )答答: P=P0 + aLaL例例13.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活塞和汽缸能保持相对静止而一起向右加速加速运动运动,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14.如图一玻璃管放在光滑的斜面上如图一玻璃管放在光滑的斜面上,管内

14、气体被液柱封管内气体被液柱封闭闭,则以下说法正确的是：则以下说法正确的是：( )A.当管自由下滑时当管自由下滑时,管内气体压强等于大气压强管内气体压强等于大气压强.B.当管以一定的初速度上滑时当管以一定的初速度上滑时,管内气体压强大于大气压管内气体压强大于大气压强强.C.当管以一定的初速度上滑时当管以一定的初速度上滑时,管内气体压强小于大气压管内气体压强小于大气压强强.D.给管施加外力给管施加外力,使其匀速滑动使其匀速滑动,管内气体压强大于大气压管内气体压强大于大气压强强.ADmgP0SPSN自由下滑时自由下滑时: a=gsin P0S+mgsin -PS=mgsin P=P0匀速滑动时：匀速

15、滑动时： P=P0+mgsin /S例例15.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向右向右加速加速运动时运动时,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提示提示:以水平段的水银为研究对象以水平段的水银为研究对象例例16.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