气体的等温变化 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

专题：密闭气体压强的计算气体压强产生的原因：大量分子无规则运动，频繁与器壁碰撞，宏观上对器壁产生了持续的压力。单位面积所受压力，叫压强。一个空气分子，每秒钟与其它分子碰撞达65亿次之多。容器中各处的压强相等1.理论依据液体压强的计算公式P=gh。液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为P=P0+gh帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传递（注意：适用于密闭静止的液体或气体）连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的。一、平衡态下液体封闭气体压强的计算（1）取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面．由两侧压强相等列方程求解压强．例如图中，同一液面C、D处压强相等

PA＝P0＋Ph.（2）参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等，进而求得气体压强．例如，图中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A，在其最低处取一液片B，由其两侧受力平衡可知

(PA＋Ph0)S＝(P0＋Ph＋Ph0)S.即PA＝P0＋Ph.2.计算方法（3）受力平衡法：选与封闭气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强．①hh②h③下列各图装置均处于静止状态。设大气压强为P0，用水银（或活塞）封闭一定量的气体在玻璃管（或气缸）中，求封闭气体的压强P练习：P=ρghP=?cmHg（柱）P—帕h—米P=P0P=P0+ρghP=P0-ρghh④h⑤h⑥连通器原理：同种液体在同一高度压强相等P=P0+ρghP=P0-ρghP=P0-ρghh1h2ABP0PBPA玻璃管与水银封闭两部分气体A和B。设大气压强为P0=76cmHg柱，h1=10cm，h2=15cm。求封闭气体A、B的压强PA=?、PB=?PaPacmHg柱cmHg柱例题：1atm=76cmHg=1.0×105Pa例：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）

求用固体（如活塞等）封闭在静止容器内的气体压强，应对固体（如活塞等）进行受力分析。然后根据平衡条件求解。二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强的计算Sm⑧mS⑦练习：气体对面的压力与面垂直:F=PSGP0SPSPS=

P0S+mgGPSP0S′NS′PS=mg+P0S＇cosθPS=mg+P0SMmS⑨MmS⑩以活塞为研究对象以气缸为研究对象mg+PS=

P0SMg+PS=

P0S小技巧：谁动以谁为研究对象。

例2、如图所示，活塞质量为m，缸套质量为M，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封住了一定质量的空气，而活塞与缸套间无摩擦,活塞面积为S，大气压强为P0，则下列说法正确的是()A、内外空气对缸套的总作用力方向向上，大小为MgB、内外空气对缸套的总作用力方向向下，大小为mgC、气缸内空气压强为P0-Mg/SD、气缸内空气压强为P0+mg/S类型1.平衡态下液体密封气体的压强2.平衡态下气缸活塞密封气体的压强3.非平衡态下密闭气体的压强归纳总结：气体压强计算思路方法步骤1.定对象2.分析力3.用规律整体部分缸体活塞液柱平衡态F合=0（平衡条件）非平衡态F合=ma（牛顿第二定律）第2节

气体的等温变化第二章气体、固体和液体思考与讨论：

在庆典活动中放飞的气球，会飞到我们看不见的地方。随着气球的升空，大气压在减小，温度在降低，气球在膨胀......看来，一定质量的气体的压强、体积和温度三个状态参量之间是有联系的。那么，它们会有怎样的联系呢？乒乓球变化实验实验：探究气体等温变化的规律01定性探究：(1)如果健身球自然放地面上时，手摸球感觉是怎样的？(2)如果一个人压在健身球上面，手摸球感觉是怎样的？(3)你认为在质量一定，温度一定的情况下，体积和压强存在怎样的定向关系？结论：质量一定，温度一定的气体，体积越小，压强越大。1.实验思路：

利用注射器选取一段空气柱为研究对象，如图，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭。在实验过程中，利用控制变量法，保持温度不变，探究压强和体积的关系。2.物理量的测量：

需要测量空气柱的体积V和空气柱的压强p。空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V。空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。思考与讨论：（1）研究的是哪一部分气体?如何实现了一定质量？（2）如何改变体积？（3）怎样保证T不变?管内的气体，用涂有润滑油的塞子封闭住不能用手触摸玻璃管或改变气体体积过程要缓慢进行。压缩封闭气体即可3.实验演示：4.数据处理：P-V图像4.数据处理：P-1/V图像4.数据处理：1.内容：一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比，即为玻意耳定律。pV=C(常数)或p1V1=p2V22.公式：3.图像：p1/V·0Vp·0AA4.注意：(1)对于一定质量的某种气体，在温度不变时，C的值不变。(2)对于温度不同、质量不同、种类不同的气体，C的数值一般不同。(3)根据PV=nRT这个公式可以很好的理解C值。思考：同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？Vp1230结论:t3>t2>t1两种图像内容p－V图像p－1/V图像图像特点物理意义一定质量的气体，在温度不变的情况下，p与V成反比，等温线是双曲线的一支一定质量的气体，温度不变，p与成正比，等温线是过原点的直线温度高低一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积越大，等温线离原点越远，图中t1