高二物理气体的状态参量分解

高二物理气体的状态参量分解第一页，共36页。气体的状态参量

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B1气体的状态参量

第一页第二页，共36页。先看一个演示实验：在上端有活塞的厚玻璃筒底部放置一小块硝化棉，用手快速向下压活塞，观察产生的现象。气体的状态参量

实验结论：

用手快速向下压活塞，密封在玻璃筒里气体的体积、温度、压强都发生了变化，气体的状态发生了变化。第二页第三页，共36页。气体的状态参量

一、气体的状态参量

在物理学中，要用体积、温度、压强等物理量来描述气体的状态，这几个物理量被称为气体的状态参量。※气体的状态与状态的变化

（1）对于一定质量的气体，如果温度、体积和压强都不变，就说气体处于一定的状态中。

（2）如果三个量都变了，或其中两个量变了，就说气体的状态变了。

（3）三个量中只有一个量改变而其他两个量不改变的情况不会发生。第三页第四页，共36页。气体的状态参量

1、气体体积

气体分子所能达到的空间范围称为气体的体积——即容器的容积。符号：V

单位：国际单位：m3

(读作立方米)

常用单位：L(升）mL(毫升)换算：1L= 1mL= 10-3m310-6m3第四页第五页，共36页。气体的状态参量

2、温度宏观：气体的温度是描述气体的冷热程度的物理量。微观：气体的温度体现了气体分子热运动的剧烈程度。温标——温标即温度的数值表示法。T(热力学温标)——国际单位：K(开尔文)t(摄氏温标)——单位：OC(摄氏度)测量：温度计、温度传感器(DIS)T(热力学温标)

t(摄氏温标)气体分子运动越剧烈分子运动的平均速率越大，气体的温度就越高。温度是分子平均动能的标志第五页第六页，共36页。演示实验：把磅秤的托盘翻过来放置，将小钢珠连续倒在托盘上，由于小钢珠不断地撞击托盘，托盘受到持续的压力，磅秤上就会显示出压力的示数。气体的状态参量

3、气体的压强气体的压强是怎样产生的？第六页第七页，共36页。气体的状态参量

容器壁气体分子

组成气体的大量分子向各个方向运动，撞击器壁产生压强。第七页第八页，共36页。气体的状态参量

气体压强产生的是由于组成气体的大量分子向各个方向运动，并撞击容器壁而产生的(微观解释)。

体压强的大小与每个分子的质量，运动速度大小，单位面积上碰撞的分子数等有关。

气体的压强的特点：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.第八页第九页，共36页。气体的状态参量

3、气体的压强(1)压强（宏观）：容器壁单位面积上所受的压力就是气体的压强。大气压强的表示方法：单位：国际单位：Pa(帕斯卡)常用单位：cmHg(厘米汞柱)、atm（大气压）1atm=76cmHg=1.013×105Pa

一个标准大气压p0=1.013×105Pa或写成p0=76cmHg一个厘米汞柱产生的压强

p=1cmHg=133Pa

第九页第十页，共36页。气体的状态参量

练习：关于密闭容器中气体的压强：A．是由气体受到重力所产生的B．是由气体分子间的相互作用力（吸引和排斥）产生的C．是大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的D．当容器自由下落时将减小为零C第十页第十一页，共36页。气体的状态参量

(2)气体压强的测量①指针式或数字时压强计②压强传感器(DIS)第十一页第十二页，共36页。气体的状态参量

③汞压强计：

将压强计竖直放置，待测气体的容器与U形管的一臂连通。

汞压强计两臂内汞面的高度相等，表明容器内气体的压强P等于大气压强P0。

P=P0第十二页第十三页，共36页。气体的状态参量

(3)封闭气体压强的计算※※※容器静止或做匀速运动时有二种求解方法：①参考液面法：根据同种不间断液体在同一水平液面上压强相等，即“连通器原理”来选取恰当的等压液面，对这一液面列出向上、向下或向左、向右等方向的压强平衡方程（液体产生压强P=ρgh）。1、连通器原理2、P液=

液gh3、压强平衡方程第十三页第十四页，共36页。pp0p0pphpphp0pp0pp0php0pphp0pphpp0phpp0设：P为气体产生的压强，p0为大气压强，ph为高h的液柱在其底部产生的压强p=p0+ρghp=p0-ρgh第十四页第十五页，共36页。气体的状态参量

汞压强计：

将压强计竖直放置，待测气体的容器与U形管的一臂连通。

汞压强计两臂内汞面的高度相等，表明容器内气体的压强P等于大气压强P0。

P=P0p=p0+ρghp=p0-ρgh第十五页第十六页，共36页。（外界大气压为标准大气压p0）PSP0SmgPS=mg+P0SPS=ρghS+P0SP=ρgh+P0P=3cmHg+76cmHg=79cmHg受力分析：（1）重力mg（2）外界大气压力p0s(液柱)（3）管内气体压力ps平衡方程：气体的状态参量

②受力平衡法：对封闭气体的液柱或固体进行受力分析，列出力的平衡方程，求出气体的压强。第十六页第十七页，共36页。p=76cmHg-6cmHg=70cmHgU形管中，当液体静止时，等高的两个液面上所受的压力相同。p0s=ps+mg=ps+ρghsp0=p+ρghp=p0-ρghPSP0Smg气体的状态参量

同种液体、同一高度的两个液片上所受的压力相同。第十七页第十八页，共36页。PSP0SmgPS=P0S+mgP=P0+mg/S=1.013×105+1×9.8/0.001=1.111×105Pa汽缸活塞质量为m=1kg，活塞面积s=0.001m2外界大气压强为p0标准大气压三力平衡：气体的状态参量

第十八页第十九页，共36页。P=

cmHg=

PaP=

cmHg=

PamsP=

气体的状态参量

（外界大气压为标准大气压p0）p=p0+F/S7386第十九页第二十页，共36页。气体的状态参量

小结一、气体的状态参量1、气体体积2、温度3、气体的压强(1)压强（微观、宏观定义）：(2)气体压强的测量(3)封闭气体压强的计算※※※

①参考液面法;②受力平衡法第二十页第二十一页，共36页。作业：1、练习册上61页1--6题；2、辅导训练中154页中训练(一)中1，2，4；

训练(二)中1，2，4；158页中4题3.阅读练习册、辅导训练中例题分析气体的状态参量

第二十一页第二十二页，共36页。气体的状态参量

问题一、气体的状态参量1、气体体积2、温度3、气体的压强(1)压强（微观、宏观定义）：(2)气体压强的测量(3)封闭气体压强的计算※※※

①参考液面法;②受力平衡法第二十二页第二十三页，共36页。气体的状态参量

封闭气体压强的计算容器静止或做匀速运动时有二种求解方法：①参考液面法：根据同种不间断液体在同一水平液面上压强相等，即“连通器原理”来选取恰当的等压液面，对这一液面列出向上、向下或向左、向右等方向的压强平衡方程（液体产生压强P=ρgh）。②受力平衡法：对封闭气体的液柱或固体进行受力分析，列出力的平衡方程，求出气体的压强。同种液体、同一高度的两个液片上所受的压力相同。第二十三页第二十四页，共36页。气体压强的计算(1)

例1p=p0+ρghp=p0-ρgh气体的状态参量

第二十四页第二十五页，共36页。p=p0+(m1g+m2g)/S总结：在研究气体压强大小的时候，往往要考察与气体直接接触的物体，如活塞、汞柱等，通过分析这些物体的受力情况，可得出气体的压强。一个汽缸水平放置在地面上，在质量为m1、截面积为S的活塞上方放置一个质量为m2的重物，平衡时如图所示，则其缸内气体的压强为多少？PS=P0S+m1g+FNFN=m2g气体压强的计算(2)受力平衡法：对封闭气体的液柱或固体进行受力分析，列出力的平衡方程，求出气体的压强。气体的状态参量

例2第二十五页第二十六页，共36页。设活塞的质量为m，其横截面积为S，大气压强为p0，气缸内气体的压强为P。FGF0FF0FGF0αFGF0N气体的状态参量

例3第二十六页第二十七页，共36页。气体的状态参量

气体压强确定的一般解题思路：1、确定研究对象：液柱、活塞、汽缸等2、进行正确的受力分析3、根据规律列方程：如平衡条件、牛顿定律4、解方程并对结果进行必要的讨论。第二十七页第二十八页，共36页。气体的状态参量

例4：计算图2中各种情况下，被封闭气体的压强。（标准大气压强p0=76cmHg，图中液体为水银）76cmHg51cmHg63.5cmHg51cmHg101cmHg第二十八页第二十九页，共36页。pp0phhphpp0pp0phh液体静止时低液面上的压强比高液面上的压强大ph，h为两液面的竖直高度差。phphp0气体的状态参量

第二十九页第三十页，共36页。汞柱型气体压强计算：对汞柱受力分析设大气压强为p0，汞柱高为h求封闭气体压强P(单位：cmHg)。12θ3第三十页第三十一页，共36页。θ4h1h2AB5h7h86B、活塞型气体压强计算：对活塞或气缸受力分析设大气压强为p0，活塞质量为m、横截面积为s，气缸质量为M，求封闭气体的压强P(单位：Pa)。1第三十一页第三十二页，共36页。