气体的 压强和体积的关系

气体的压强和体积的关系第1页，共16页，2023年，2月20日，星期一气体的态参量体积压强温度如何研究三个物理量之间的关系？第2页，共16页，2023年，2月20日，星期一控制变量法保持气体温度不变实验探究一定质量气体的压强和体积的关系第3页，共16页，2023年，2月20日，星期一第4页，共16页，2023年，2月20日，星期一实验装置注射器：密封一定质量的空气钩码、测力计、铁架台：改变空气的压强盒式气压计：测量大气压强第5页，共16页，2023年，2月20日，星期一研究对象：一定质量的气体研究条件：保持温度不变压强计算：挂钩码时P=P0+G/S+mg/S

用测力计向上拉P=P0+G/S－F/S

P=P0+G/S第6页，共16页，2023年，2月20日，星期一3、为了保证空气柱的温度不变，不能用手触摸注射器活塞以下部位。注意事项1、为了保证注射器的密闭性，在活塞与外筒的内壁间涂上少许硅油作为气密剂同时还能减少摩擦。2、在安装实验装置时，使注射器在竖直方向，框架两侧对称地挂钩码，都是为了使活塞上所受合力在竖直方向上。第7页，共16页，2023年，2月20日，星期一实验结果

P0＝

Pas=1.61×10-4m2

m=50gG=0.6N实验次序压强（1*105Pa)气体长度(mm)体积(1*10-6m3）PV（Pa*m3)1不挂钩码406.442挂两个钩码100g3挂四个钩码200g4向上拉2N5向上拉3N第8页，共16页，2023年，2月20日，星期一得出结论猜测通过压强和体积的乘积比较接近PV＝恒量，可能成反比关系图表验证：以1/V为横坐标，P为纵坐标，画一根图线第9页，共16页，2023年，2月20日，星期一玻意耳定律一定质量的气体，在温度不变时，压强与体积成反比关系。

PV=恒量P1V1=P2V2第10页，共16页，2023年，2月20日，星期一P-V图像

P

V玻意耳定律的P-V图像是一条反比例曲线，由于这个状态变化过程温度不变，这条曲线又称等温线。第11页，共16页，2023年，2月20日，星期一例题一：一气缸通过活塞将一定质量的空气封闭在容器内，已知截面积为S=40cm2，活塞的质量是10kg，不计一切摩擦，大气压强为P0＝1.0*105Pa，气缸平放时，气体长L1=0.25m。问：当气缸开口向上时，气体长L2为多少？设整个变化中气体温度不变，g取10m/s2。整个变化过程气体质量和温度保持不变，符合玻意耳定律。初状态：P1=P0=1.0*105Pa；V1=L1*S=0.25S末状态：P2=P0+mg/S=1.25*105Pa；V2=？根据玻意耳定律P1V1=P2V2得V2=0.2S,L2=0.2m第12页，共16页，2023年，2月20日，星期一玻意耳定律解题步骤首先，确认气体在状态变化过程中是否保持质量不变，温度不变。其次，确定研究对象，并确定始末两个状态，正确得到始末气体的压强和体积。第三，用玻意耳定律PV=恒量，P1V1=P2V2列出方程。最后，统一单位，求解。所涉及的P、V只要相同的物理量用相同单位即可，不必都用国际单位制第13页，共16页，2023年，2月20日，星期一例题二：粗细均匀，一端封闭的玻璃管水平放置，管中用一段长为24cm的汞柱，封闭着长44cm的空气柱，恰好与开口端相齐。已知大气压强为76cmHg，整个过程中气体温度保持不变。

试求：开口端竖直向上，管内空气柱的长度。P1=76cmHgV1=44*SP2=P0+pgh=100cmHgV2=?根据玻意耳定律P1V1=P2V2得V2=33.44*S;L2=33.44cm第14页，共16页，2023年，2月20日，星期一思考题（2）开口竖直向下，管内空气柱的长度。第1