气体压强和体积关系

关于气体压强和体积关系B.气体压强和体积关系1、等温变化气体在温度不变的情况下发生的状态变化，叫做等温变化。2、实验研究第2页,共26页，2024年2月25日，星期天2、DIS实验探究(1)实验目的：研究一定质量气体在温度保持不变时，它的压强与体积的关系。(2)实验器材：

DIS、压强传感器、注射器（针筒）。注意：（1）气体质量要一定；（2）温度要保持不变。针筒要密封推拉活塞要缓慢，手不能握住针筒分析实验目的，该实验应注意什么？第3页,共26页，2024年2月25日，星期天V1234p/10Pa51230第4页,共26页，2024年2月25日，星期天p/10Pa51/V12300.20.40.60.8第5页,共26页，2024年2月25日，星期天(3)数据测量及分析(4)结论：

一定质量的气体在温度不变时，压强p和体积V成反比。第6页,共26页，2024年2月25日，星期天3、玻意耳定律一定质量的某种气体，在温度保持不变时，它的压强跟体积成反比，或者说，压强跟体积的乘积保持不变。

p1V1=p2V2

∵m一定，m=ρV∴玻意耳定律的另一表达式：p1/ρ1=p2/ρ2第7页,共26页，2024年2月25日，星期天几点说明一定质量的某种气体，在温度保持不变时，它的压强跟体积成反比，或者说，压强跟体积的乘积保持不变。研究对象：一定质量的气体

适用条件：温度保持不变遵循规律：

压强和体积成反比第8页,共26页，2024年2月25日，星期天等温线VPOAB状态状态A—B表示过程PAVAPBVBT第9页,共26页，2024年2月25日，星期天小结：玻意耳定律内容：一定质量的气体，当温度不变时，气体的压强跟它的体积成反比。数学表示式：p1V1＝p2V2

＝恒量上式中的恒量跟气体的质量、种类、温度有关。图线（等温线）：TPVOABP1/VODAB第10页,共26页，2024年2月25日，星期天一根长为L=50cm、一端封闭的粗细均匀的细玻璃管，用一段h=20cm的水银柱将一部分空气封闭在细玻璃管里。当玻璃管水平放置时，管内空气柱长l1=10cm。求当玻璃管开口向上竖直放置时，管内空气柱的长度?（大气压强为P0=76cmHg，全过程中气体温度不变）例题1、第11页,共26页，2024年2月25日，星期天P0P150cm10cm20cm如图所示，水银柱水平放置时设玻璃管的横截面积为S内外气体压强相等P1=P0=76cmHg气体体积V1=10S例题分析第12页,共26页，2024年2月25日，星期天P0P250cm20cmL玻璃管开口向上竖直放置时如图所示设气柱长度为l2cm则气体体积V2=l2S气体压强P2=P0+PH=96cmHgPH第13页,共26页，2024年2月25日，星期天一根长为L=50cm、一端封闭的粗细均匀的细玻璃管，用一段h=20cm的水银柱将一部分空气封闭在细玻璃管里。当玻璃管水平放置时，管内空气柱长l1=10cm。求当玻璃管开口向上竖直放置时，管内空气柱的长度?（大气压强为P0=76cmHg，全过程中气体温度不变）解：对管内封闭的空气柱分析初状态V1=10SP1=P0=76cmHg末状态V2=l2SP2=P0+PH=96cmHg在此过程中气体温度不变，根据玻意耳定律得：

P1V1=P2V2P110S=P2l2Sl2=760/96=7.9cm第14页,共26页，2024年2月25日，星期天解题方法1、选择研究对象2、分析气体的始末状态3、判断研究对象是否满足玻意耳定律适用条件4、代入数据计算P1V1=P2V2

因为气体温度不变，根据玻意耳定律得：解：初：P1=？V1=？末：P2=？V2=？注意：各物理量单位只需等式左右两边一致即可，不一定转换成国际单位《一课一练》P82，6；P83，11；P84，14；P88，15第15页,共26页，2024年2月25日，星期天例题2、如图所示，T1、T2是封闭在同一容器里的气体在不同的温度下作等温变化时的等温线，判断哪一根等温线温度高？《一课一练》P85，1《练习册》P70，5T1PVOABDCT2pV1V2∵p相等时，温度升高，体积增大；∴T1<T2第16页,共26页，2024年2月25日，星期天例题3、一根长1m的一端封闭、粗细均匀的细玻璃管，开口向下竖直插入水银槽中，已知管内被封闭的空气柱长18cm，管内水银面比槽内水银面高40cm，外界大气压为76cmHg。问：（1）若将玻璃管缓慢向上提升，密闭气体的状态参量将如何变化？管内外汞面高度差将怎样变化？18cm40cm假设法：假设p不变（水银柱液面高度不变）；或气体V不变密闭气体的T不变，体积V增大，压强p减小，管内外汞面高度差h增大。《红面书》P83，9，10，13第17页,共26页，2024年2月25日，星期天18cm40cm36cmH（2）若要使管内空气柱长度变为原来的两倍，需将玻璃管缓慢提升多少？p2=76-(40+18+H-36)=54-H初:V1=18SP1=76-40=36cmHg末:V2=36Sp2=54-H

由玻意耳定律得P1V1=P2V236×18=（54-H）×36H=36cm第18页,共26页，2024年2月25日，星期天例题4、《一课一练》P85，5农村中常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的总容积为7.5L，装入药液后，药液上方体积为1.5L。关闭阀门K，用打气筒B每次打进1atm的空气250cm3。(温度保持不变，外界大气压为1atm)问：(1)要使药液上方气体的压强为4atm，打气筒活塞应打几次？（2）当A中有4atm的空气后，打开K可喷射药液，直到不能喷射时，喷雾器剩余多少体积的药液？BAK第19页,共26页，2024年2月25日，星期天思路分析： 向喷雾器容器A中打气，是一个等温压缩过程。按实际情况，在A中装入药液后，药液上方不可能是真空，而已有1atm的空气1.5L，把这部分空气和历次打入的空气一起作为研究对象，变质量问题便转化成了定质量问题。向A中打入空气后，打开阀门K喷射药液，A中空气便经历了一个等温膨胀过程。根据两过程中气体的初、末状态量，运用玻意尔定律，便可顺利求解本题。BKA第20页,共26页，2024年2月25日，星期天（1）以A中原有空气和n次打入A中的全部气体为研究对象。由玻意耳定律，可得p0（V＋nV0）=p1V

1（1.5+n25010-3)=4

1.5n=18(次)BAKp0,Vp0,nV0p1,V《一课一练》P83，8；P86，7第21页,共26页，2024年2月25日，星期天

(2)打开阀门K，直到药液不能喷射，忽略喷管中药液产生的压强，则此时A容器内的气体应等于外界大气压。以A容器内的气体作为研究对象，由玻意耳定律，可得

p1V＝p0V’

V’=

L从而，A容器内剩余药液的体积V剩＝V总－V’＝7.5-6=1.5LBAK第22页,共26页，2024年2月25日，星期天例题5、一根粗细均匀，两端封闭的玻璃管水平放置，一段长57cm的水银柱将玻璃管中的空气柱分成两段，长度均为30cm，压强均为76cmHg。现将玻璃管缓慢竖立起来，则上下两段空气柱的长度分别为多少？ABAB分析：玻意耳定律只针对一部分气体而言，现在有两部分气体，因此要分别对待。A：初：p=76cmHg,V=30S

末：pA,VA=LASpV=pAVApA=2280/LA

B：初：p=76cmHg,V=30S

末：pB,VB=LBSpV=pBVBpB=2280/LBpB=pA+57LA+LB=60LA=40cmLB=20cm《一课一练》P87，12第23页,共26页，2024年2月25日，星期天例：自行车打气自行车内胎中原有压强为105Pa的空气800cm3，现用打气筒给它打气，一次可打入同压强的空气400cm3．如果车胎与地面接触时自行车内胎容积为1600cm3，胎内外气温相等且不变，在负重800N的情况下，车胎与地面接触面积为20cm2，应打气儿下？初状态：p1=105PaV1=800+n400cm3末状态：p2=F/S=800/（20*10-4）=

4*105PaV2=1600cm3根据p1V1=p2V2代入数据得：n=14补充例题：第24页,共26页，2024年2月25日，星期天例：如图为测定肺活量的装置示意图（肺活量大小是一次呼出的空气在大气中的体积），A为倒扣在水中的开口圆筒，测量前排尽其中的空气，测量时被测者尽力吸足空气，再通过B将空气呼出，呼出的空气通过导管进入A内，使A浮起，已知圆筒A的质量为m，横截面积为S，大气压强为P0，水的密度为ρ，筒底