气体教学中的动态变化问题doc-奉贤教育博客学习-发展

1、专题一：气体状态变化导致的液柱动态变化问题曙光中学：张海英一、气体温度不变（运动状态和放置方式改变）Hh例1、如图图所示，开开口向下下并插入入水银槽槽中的粗粗细均匀匀的玻璃璃管内封封闭着长长为H的的空气柱柱，管内内水银柱柱高于水水银槽hh ，若若将玻璃璃管竖直直向上缓缓慢地提提起（管管下端未未离开槽槽内水银银面），则则H和hh的变化化情况为为（ AAHhA.H和hh都增大大 B.H和h都减小小 C.H减小小,h增大大 DD.H增大大,h减减小分析与解:（假设设法）思路一：假假设管内内水银柱柱高度不不变由于水银柱柱的高度度不变，封封闭空气气柱变长长，根据据玻意耳耳定律,气体体体积增大大，空气气柱

2、压强强变小，根根据P=P0-gh（即即h增大）。所以H和h都增大思路二：假假设管内内封闭空空气柱长长度不变变 由由于管内内封闭空空气柱长长度不变变， h增大大，压强强减小，根根据玻意意耳定律律压强减减小，体体积增大大。所以HH和h都都增大。小结：解决决动态变变化的常常用方法法就是假假设法，然然后利用用PV之之间关系系来确定定压强和和体积如如何变化化。（水银柱柱高于水水银槽的的高度与与气柱长长度同增增同减）但是水银柱从静止改变运动状态最根本的原因就是受力不再平衡。Lh1、如图所所示，一一端封闭闭的玻璃璃管开口口向下竖竖直插入入水银槽槽中，管管的上部部封有部部分空气气，玻璃璃管露出出槽中水水银面的

3、的长度为为L，两两水银面面的高度度差为hh，现保保持L不不变，使使玻璃管管向右转转过一个个小角度度，则（ BD ）LhA.h将增增大 BB.h将减减小 C.h不变变 D.空气柱柱的长度度会减小小2、运动状状态和放放置方式式的改变变AB例2、如图图所示，粗粗细均匀匀的玻璃璃管，两两端封闭闭，中间间用一段段小水银银柱将空空气分隔隔成A、BB两部分分，竖直直放置处处于静止止时，水水银柱刚刚好在正AB（1）现让让玻璃管管做自由由落体运运动时，水水银柱相相对玻璃璃管如何何移动？分析与解：原来静止时时PBPA，玻璃璃管自由由落体运运动时，水水银处于于完全失失重状态态，所以以末状态态当水银银柱相对对玻璃管管

4、稳定时时PB=PA（结合合受力分分析），对于A气体压强增大根据玻意耳定律，体积减小，而B气体正好相反，所以水银相对玻璃管向上移动。（用假设法，假设体积不变，原来平衡PBPA ，现需要向下的合外力，所以PA增大，PB减小）思考：有没没有可能能PA增大，PPB不变？（拓展）上上题的基基础上AB（2）现将将玻璃管管水平放放置，当当再次达达到平衡衡时，水水银柱相相对于玻玻璃管如如何移动AB分析与解：原来竖直时时PBPA，玻璃璃管水平平后，再再次平衡衡时PB=PA（结合合受力分分析），对对于A气气体压强强增大根根据玻意意耳定律律，体积积减小，而而B气体体正好相相反，所所以水银银相对玻玻璃管向向A移动动。

5、小结：假设设体积不不变，可可以根据据受力分分析，确确定压强强的大小小关系，再再分别判判断各自自压强如如何变化化，分别别用玻意意耳定律律来判断断各自体体积如何何变化，从从而来判判断水银银柱的移移动。二、气体温温度的改改变例3、如图图所示，在在两端封封闭的玻玻璃管中中间用水水银柱将将其分成成体积相相等的左左右两部部分，并并充入温温度相同同的气体体，若把把气体缓缓缓升高高相AB同的的温度（保保持管水水平不动动），然然后保持AB则：（1）水水银柱如如何移动动？ （）若气体体B初始始温度高高，把气气体缓缓缓升高相相同的温度，然然后保持持恒温，则则水银柱柱又如何何移动？分析与解前提方法：假设法法，假设设水

6、银柱柱不动，两两部分气气体均作作等容变变化，思路（）用用数学函函数推导导：设开始时气气体温度度为T00，压强强为pA和pB，升高高温度T，升升温后为为T1和T22，压强强为pA和pB，压强强减少量量为pA和pB，分别别对两部部分气体应用用查理定定律：对于A：ppA /T0 = pA/ TT1 =pA/T pA = pAT / TT0 对于B：pB/ TT0 = pB/ TT2 =pBT pB= pBT / TT0PA=pBB，故有有pA=pB，FA=FB 水银柱柱不动（值值得注意意的是：这里最最根本的的是受力力，而并并非压强强）PTOpT思路二：图图象法，在在同一pp-T图图上画出出两段气PT

7、OpT如右图（因因在温度度相同时时pA=pB，得气气柱lA等容线线的斜率率与气柱柱lB一样）。由图线可知知当两气气柱升高高相同的的温度时时，其压压强增大大量pA=pB ， 故FA=FB，水银银柱不动动）。 （）假假设体积积不变：(1)数学函函数法pA = pAT / TTpB= pBT / TT由于TpB （）由由图象法法：pApB 水银柱向BB移动ABABPT pBABpA思考：如图图所示，在在两端封封闭的玻玻璃管中中间用水水银柱将将其分成成体积相相等的上上下两部部分，并并充入温温度相同同的气体体，（1）若把把气体缓缓缓升高高相同的的温度（保保持管竖竖直不动动），然然后保持持恒温，则水银柱如

8、何移动？（2）若把把气体缓缓缓降低低相同的的温度（保保持管竖竖直不动动），然然后保持持恒温，则水银柱如何移动？分析与解：TTpLALBOTTpLALBOpApB pB= pBT / TT0pB= pBT / TTpApBB pApB (2)由图图象法：（1）向向上移动动 （2）向向下移动动小结：解决决这类气气体温度度升高或或降低而而导致水水银移动动的问题题，就是是假设两两部分气气体各自自体积不不变，然然后再根根据查理理定律，判判断两部部分气体体压强的的改变量量，从而而判断两两边压力力的改变变量，来来判断水水银或活活塞的移移动。AB思考：两端端封闭的的粗细均均匀玻璃璃管内有有两部分分气体AA和B

9、，中中间用一一段水银银隔开，当当水平放放置时，AA的体积积大于BB的体积积，如图图b所示示，并置置于热水水中，则则管内水水银柱与与最初相相比将（AA）ABAB（A）向AA端移动AB（B）向BB端移动动（C）仍在在原位置置（D）无法法判断bb总结：不管管运动状状态和放放置方式式改变 还是气气体温度度的改变变 导致液液柱动态态变化的的都可以以用假设设法来进进行解决决，今天天这节课课我们研研究了液液柱动态态变化的的几种类类型，下下节课我我们将研研究汽缸缸活塞的的动态变变化问题题。 练习：a b cglaglblc、如图所所示，aa、b、c三根完完全相同同的玻璃璃管，一一端封闭闭，管内内各用相相同长度

10、度的一段段水银柱柱封闭了了质量相相等的空空气，aa管竖直直向下做做自由落落体运动动，b管竖直直向上做做加速度度为的匀匀加速运运动，cc管沿倾倾角为4450的光滑滑斜面a b cglaglblc变，当水银银柱相对对管壁静静止时，a、b、c三管内的空气柱长度的关系为（ D ）A.Lb=Lc=La B.LLbLcLcLa D.LLbhh B.LL=h C.LL=0 D.LLh，L0、如图所所示，左左右两容容器容积积相同，装装有同种种气体，连连通两h容容器的水水平细管管中部有有一段水水银柱，在在图示温温度下，管管中水银银柱静止止不动，如如果使两两容器中中气体温温度同时时升高1100C，那那么水银银柱将（ A ）hA.向左移移动 B.向右右移动 C.不动 DD.无法法判断如图是是一个圆圆筒形容容器的横横剖面图图。A、BB两气缸缸内充有有理想气气体，CC、D是是真空。活活塞C不不漏气且且摩擦不不计，开开始时活活塞处于于静止状状态。