第二章 微型专题ppt课件

1、微型专题气体实验定律的运用第二章气体学习目的1.会计算封锁气体的压强.2.会处置蜕变量问题.3.了解液柱挪动问题的分析方法.4.能用气体实验定律处理一些综合问题.内容索引重点探求启迪思想 探求重点达标检测检测评价 达标过关重点探求1.容器静止或匀速运动时求封锁气体的压强容器静止或匀速运动时求封锁气体的压强(1)连通器原理连通器原理(取等压面法取等压面法)：在连通器中，同一液体：在连通器中，同一液体(中间液体不延续中间液体不延续)的同一程度液面上的压强是相等的的同一程度液面上的压强是相等的.液体内深液体内深h处的总压强处的总压强pp0gh，p0为液面上方的压强为液面上方的压强.留意：在思索与气体

2、接触的液柱所产生的附加压强留意：在思索与气体接触的液柱所产生的附加压强phgh时，应特时，应特别留意别留意h是表示液面间竖直高度，不一定是液柱长度是表示液面间竖直高度，不一定是液柱长度.求由液体封锁的气体压强，应选择最低液面列平衡方程求由液体封锁的气体压强，应选择最低液面列平衡方程.(2)受力平衡法：选取与气体接触的液柱受力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞或活塞)为研讨对象进展受力分为研讨对象进展受力分析，得到液柱析，得到液柱(或活塞或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强的受力平衡方程，求得气体的压强.一、封锁气体压强的计算2.容器加速运动时求封锁气体的压强容器加速运动时求封锁气体的压强当

3、容器加速运动时，通常选择与气体相关联的液柱、固体等作为研讨对当容器加速运动时，通常选择与气体相关联的液柱、固体等作为研讨对象，进展受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封锁气体的压强象，进展受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封锁气体的压强.例例1假设知大气压强为假设知大气压强为p0，在图，在图1中各安装均处于静止形状，求被封锁中各安装均处于静止形状，求被封锁气体的压强气体的压强.(重力加速度为重力加速度为g)答案解析图1答案甲：答案甲：p0gh乙：乙：p0gh丙：丙：p0 gh 丁：丁：p0gh1解析在题图甲中，以高为解析在题图甲中，以高为h的液柱为研讨对象，由平衡方程知：的液柱为研讨

4、对象，由平衡方程知：p气气SghSp0S得得p气气p0gh在题图乙中，以在题图乙中，以B液面为研讨对象，由平衡方程有：液面为研讨对象，由平衡方程有：pASghSp0Sp气气pAp0gh在题图丙中，以液面在题图丙中，以液面B为研讨对象，有：为研讨对象，有：pAghsin 60pBp0在题图丁中，以液面A为研讨对象，由平衡方程得：pAS(p0gh1)S得p气pAp0gh1例例2如图如图2所示，设活塞质量为所示，设活塞质量为m，活塞面积为，活塞面积为S，汽缸质量为，汽缸质量为M，重，重力加速度为力加速度为g，求被封锁气体的压强，求被封锁气体的压强.答案解析图2解析甲中选活塞为研讨对象，由合力为零得解

5、析甲中选活塞为研讨对象，由合力为零得p0SmgpS乙中选汽缸为研讨对象，得pSMgp0S丙中选整体为研讨对象得F(Mm)a 再选活塞为研讨对象得Fp0SpSma 例例3图图3中一样的中一样的A、B汽缸的长度、横截面积分别为汽缸的长度、横截面积分别为30 cm和和20 cm2，C是可在汽缸是可在汽缸B内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D为阀门为阀门.整个安装均由整个安装均由导热资料制成导热资料制成.起初阀门封锁，起初阀门封锁，A内有压强为内有压强为pA2.0105 Pa的氮气，的氮气，B内内有压强为有压强为pB1.0105 Pa的氧气，活塞的氧气，活塞C处于图中所示

6、位置处于图中所示位置.阀门翻开后，阀门翻开后，活塞挪动，最后到达平衡，求活塞活塞挪动，最后到达平衡，求活塞C挪动的间隔及平衡后挪动的间隔及平衡后B中气体的压中气体的压强强.(假定氧气和氮气均为理想气体，衔接汽缸的管道体积可忽略不计假定氧气和氮气均为理想气体，衔接汽缸的管道体积可忽略不计)图3答案答案10 cm1.5105 Pa答案解析解析由玻意耳定律：解析由玻意耳定律：对对A部分气体有：部分气体有：pALSp(Lx)S对对B部分气体有：部分气体有：pBLSp(Lx)S代入相关数据解得：代入相关数据解得：x10 cmp1.5105 Pa.处理汽缸类问题的普通思绪处理汽缸类问题的普通思绪1.弄清题

7、意，确定研讨对象，普通来说，研讨对象分两类：一类是热学弄清题意，确定研讨对象，普通来说，研讨对象分两类：一类是热学研讨对象研讨对象(一定质量的气体一定质量的气体)；另一类是力学研讨对象；另一类是力学研讨对象(汽缸、活塞或某系汽缸、活塞或某系统统).2.分析清楚标题所述的物理过程，对热学研讨对象分析清楚初、末形状分析清楚标题所述的物理过程，对热学研讨对象分析清楚初、末形状及形状变化过程，根据气体实验定律列出方程；对力学研讨对象要进展及形状变化过程，根据气体实验定律列出方程；对力学研讨对象要进展正确的受力分析，根据力学规律列出方程正确的受力分析，根据力学规律列出方程.3.留意发掘标题的隐含条件，如

8、压强关系、体积关系等，列出辅助方程留意发掘标题的隐含条件，如压强关系、体积关系等，列出辅助方程.4.多个方程联立求解多个方程联立求解.对求解的结果留意检验它们的合理性对求解的结果留意检验它们的合理性.规律总结规律总结二、蜕变量问题例例4某种喷雾器的贮液筒的总容积为某种喷雾器的贮液筒的总容积为7.5 L，如图，如图4所所示，装入示，装入6 L的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入液筒相连的活塞式打气筒每次能压入300 cm3、1 atm的的空气，设整个过程温度坚持不变，求：空气，设整个过程温度坚持不变，求：答案答案答案15图4(1

9、)要使贮液筒中空气的压强到达4 atm，打气筒应打压几次？解析设每打一次气，贮液筒内添加的压强为解析设每打一次气，贮液筒内添加的压强为p，整个过程温度坚持不，整个过程温度坚持不变，变，由玻意耳定律得：由玻意耳定律得：1 atm300 cm31.5103 cm3p，p0.2 atm解析答案答案答案1.5 L(2)在贮液筒中空气的压强到达4 atm时，翻开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？解析解析设停顿喷雾时贮液筒内气体体积为解析设停顿喷雾时贮液筒内气体体积为V由玻意耳定律得：由玻意耳定律得：4 atm1.5 L1 atmVV6 L故还剩药液故还剩药液7.5 L6 L1.5

10、 L.在对气体质量变化的问题分析和求解时，首先要将质量变化的问题变成质量不变的问题，否那么不能运用气体实验定律.如漏气问题，不论是等温漏气、等容漏气，还是等压漏气，都要将漏掉的气体收回来.可以想象有一个“无形弹性袋收回漏气，且漏掉的气体和容器中剩余气体同温、同压，这样就把蜕变量问题转化为定质量问题，然后再运用气体实验定律求解.方法总结方法总结三、液柱挪动问题用液柱或活塞隔开两部分气体，当气体温度变化时，气体的形状参量p、V、T都发生了变化，直接判别液柱或活塞的挪动方向比较困难，通常先进展气体形状的假设，然后运用查理定律求解.其普通思绪为：(1)先假设液柱或活塞不动，两部分气体均做等容变化.阐明

11、：液柱能否挪动，取决于液柱两端受力能否平衡.当液柱两边横截面积相等时，只需比较压强的变化量；液柱两边横截面积不相等时，那么应比较变化后液柱两边受力的大小.答案例例5如图如图5所示，两端封锁粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一所示，两端封锁粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一长为长为h的水银柱，将管内气体分为两部分，知的水银柱，将管内气体分为两部分，知l22l1.假设使两部假设使两部分气体同时升高一样的温度，那么管内水银柱将分气体同时升高一样的温度，那么管内水银柱将(设原来温度一设原来温度一样样)A.向上挪动向上挪动B.向下挪动向下挪动C.水银柱不动水银柱不动 D.无法判别无法判别解析图5此类问题中，假

12、设是气体温度降低，那么T为负值，p亦为负值，表示气体压强减小，那么降温后水银柱应该向压强减小得多的一方挪动.总结提升总结提升四、气体实验定律的综合运用运用气体实验定律的解题步骤：(1)确定研讨对象，即被封锁的气体.(2)分析被研讨气体在形状变化时能否符合定律条件，能否是质量和体积坚持不变或质量和压强坚持不变.(3)确定初、末两个形状的六个形状参量p1、V1、T1、p2、V2、T2.(4)按玻意耳定律、查理定律或盖吕萨克定律列式求解.(5)求解结果并分析、检验.答案例例6如图如图6所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，横截面积为横截面积为40 cm2的活

13、塞将一定质量的气体和一外形不的活塞将一定质量的气体和一外形不规那么的固体规那么的固体A封锁在汽缸内封锁在汽缸内.在汽缸内距缸底在汽缸内距缸底60 cm处设处设有有a、b两限制安装，使活塞只能向上滑动两限制安装，使活塞只能向上滑动.开场时活塞搁开场时活塞搁在在a、b上，缸内气体的压强为上，缸内气体的压强为p0(p01.0105 Pa为大气为大气压强压强)，温度为，温度为300 K.现缓慢加热汽缸内气体，当温度为现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330 K时，时，解析图6活塞恰好分开a、b；当温度为360 K时，活塞上升了4 cm.g取10 m/s2，求：(1)活塞的质量；答案答案4 kg解析设物体解

14、析设物体A的体积为的体积为V.T1300 K，p11.0105 Pa，V1(6040V) cm3T3360 K，p3p2，V3(6440V) cm3代入数据得m4 kg答案解析(2)物体A的体积.答案答案640 cm3代入数据得V640 cm3.达标检测1.(压强的计算)如图7所示，汽缸悬挂在天花板上，缸内封锁着一定质量的气体A，知汽缸质量为m1，活塞的横截面积为S，质量为m2，活塞与汽缸之间的摩擦不计，外界大气压强为p0，求气体A的压强pA.(重力加速度为g)答案1234解析图7解析对活塞进展受力分析，如下图解析对活塞进展受力分析，如下图.活塞受三个力作用而活塞受三个力作用而平衡，由力的平衡

15、条件可得平衡，由力的平衡条件可得pASm2gp0S，2.(压强的计算)求图8中被封锁气体A的压强.其中(1)、(2)、(3)图中的玻璃管内都装有水银，(4)图中的小玻璃管浸没在水中.大气压强p076 cmHg.(p01.01105 Pa，g10 m/s2，水1103 kg/m3)答案解析1234图8答案答案(1)66 cmHg(2)71 cmHg(3)81 cmHg (4)1.13105 Pa解析解析(1)pAp0ph76 cmHg10 cmHg66 cmHg.(2)pAp0ph76 cmHg10sin 30 cmHg71 cmHg.(3)pBp0ph276 cmHg10 cmHg86 cmH

16、gpApBph186 cmHg5 cmHg81 cmHg.(4)pAp0水水gh1.01105 Pa1103101.2 Pa1.13105 Pa.12343.(蜕变量问题)一只两用活塞气筒的原理如图9所示(打气时如图甲所示，抽气时如图乙所示)，其筒内体积为V0，现将它与另一只容积为V的容器相衔接，容器内的空气压强为p0，当分别作为打气筒和抽气筒时，活塞任务n次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为(大气压强为p0) 图9答案解析1234解析打气时，活塞每推进一次，就把体积为解析打气时，活塞每推进一次，就把体积为V0、压强为、压强为p0的气体推的气体推入容器内，假设活塞任务入容器内，假设活塞任务n次，就是把压强为次，就是把压强为p0、体积为、体积为nV0的气体压的气体压入容器内，容器内原来有压强为入容器内，容器内原来有压强为p0、体积为、体积为V的气体，根据玻意耳定律的气体，根据玻意耳定律得：得：p0(VnV0)pV，1234抽气时，