高1物理課件 氣體壓強與體積的關系(全)

1、高1物理課件 氣體壓強與體積的關系(全)氣體與液體性質比較：1、:沒有一定的形狀,都具有流動性;2、不同之處:液體在不同的容器中雖然有不同的形狀,但是體積相同;氣體在不同的容器中,既沒有一定的形狀,又沒有一定的體積,且氣體的體積等于容器容積.液體不可以壓縮，氣體可以壓縮物體的狀態(tài)分為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。1.氣體的狀態(tài)參量1.氣體的體積V氣體體積等于容器的容積.2.氣體的溫度：攝氏溫度t；國際單位（熱力學溫標）T，容器內各處溫度相同.氣體的壓強產生：容器內氣體分子對器壁的碰撞當某一參量發(fā)生變化時，就說氣體的狀態(tài)發(fā)生了變化。分子數密度n1質量M分子數密度n2質量M壓縮到體積較小的容器中相同質量的氣體

2、被壓縮到體積較小的容器中,氣體的密度變大,即單位體積內的分子數變多.氣體體積等于容器的容積.（1）氣體的體積V國際單位：m3常用單位：L(升);ml(毫升)1m3=1000L1L=1000mL分子數密度（2）氣體的溫度T熱力學溫標用T表示，國際單位：K(開爾文，簡稱開)攝氏溫標用t表示，單位： 0C(攝氏度，簡稱度)（3）氣體的壓強P氣體壓強的產生：模擬氣體壓強下落的雨點氣體的壓強是由于分子的碰撞產生的，所以容器內各處壓強相同氣體氣體壓強微觀解釋一、壓強的單位:大氣壓;76cm高水銀柱產生的壓強等于一個大氣壓P0厘米汞柱高cmHg.則:國際單位Pa;液體液體的壓強是由于重力產生的，所以液體下面

3、壓強大于上面壓強液體的壓強的公式：液體內同一高度處壓強相等多高的水柱相當于一個大氣壓？二.氣體壓強的測量氣體壓強等于器壁上單位面積上受到的壓力氣體壓強的單位；a (帕斯卡，簡稱帕)水銀氣壓計測量氣體壓強P1P0P2P0hP3P0h2指針式金屬壓強計 用指針式或數字式壓強計測量盛放在貯氣筒里的壓縮空氣和盛放在鋼瓶里的氧氣或氫氣的壓強，通常是用指針式金屬壓強計或數字式壓強計直接顯示的。圖中所示是用指針式壓強計來測量自行車輪胎內的氣壓.P0P2hP0P1h水銀封閉著的管中氣體壓強測量原理液體產生的壓強是重力的原因；壓強的計算是根據力的平衡分析的；連通著的管子內氣體壓強到處相同；由：由：P0smgp1

4、sP2sp0smg被液體封閉的氣體內的壓強分析方法找出某一壓強相等的參考面，可以從某一部分氣體開始,經過液柱,向下則壓強增大;向上則壓強減小.同高則壓強不變P0P1hP0P2hP1P0hH左邊：右邊：左右兩邊壓強相等：即連通著的液體等高處壓強相等。1.彎管內氣體壓強的計算氣體壓強的計算P0h1P1P3P2h4h3h2P0Ph3h5h1h2h4P2hLP0P水銀柱封閉的氣體壓強:1、上下兩部分氣體，水銀柱上部壓強小，下部壓強大，二者差gh.2、液柱同高度壓強相等.已知外界大氣壓為76cmHg高,水銀柱h1=20cm,h2=30cm,求A處的壓強P.解:A處的壓強為可以直接由:Ah1P0h22.被

5、活塞封閉著的壓強的計算P0smgp1sP2smgp0s活塞質量為m,氣缸質量為M,氣缸面積為S,P0smgP3S/cos計算：多高的水柱產生的壓強相當于一個大氣壓？一個大氣壓H高水柱產生的壓強即10m高的水柱產生的壓強相當于一個大氣壓76cmP0P=0托里拆利實驗上部為真空，水銀柱高度總等于外界大氣壓76cm如果上部鉆一小孔，則水銀全部流出。復習回顧：描述氣體的狀態(tài)參量有哪些?溫度的概念和單位。壓強的微觀解釋。壓強的單位和常見計算。第二節(jié)對于一定量的氣體,當體積增大時壓強減小.體積減小時壓強增大。氣體的壓強跟體積的關系用DIS實驗研究氣體壓強與體積的關系條件：一定質量的氣體；溫度不變。1234

6、56PVPV次數實驗值項目151.53.322.531.741.2551T PVO 1234512345123456PVPV555555多次測量,說明一定量的氣體體積與壓強的變化關系.（1）玻意耳定律一定質量的氣體當溫度不變時,它的壓強與體積成反比.即壓強與體積的乘積等于常數.(常數)常數C與溫度和氣體的質量有關.溫度越高,質量越大,則常數C就越大.等溫變化的P-V圖線是一條雙曲線.應用玻意耳定律要注意:氣體的質量要保持不變;氣體的溫度要保持不變;要確定氣體變化前、后的壓強和體積;壓強和體積分別用同一單位(不一定用國際單位).（2）氣體的等溫線T PVO 1234512345 由于PV積相等，

7、所以氣體在做等溫變化時PV圖任意一個坐標點所對應的面積相等。 所以P-V圖中兩個狀態(tài)點溫度的比就是面積的比。PVO 1234512345 A BC 分析圖中A、B、C三個狀態(tài)溫度的關系.由于P-V圖中的面積大小反映溫度的高低.定質量時，面積大溫度高。所以：TATBTC且：TA：TB：TC=5：6：10PVO 1234512345 A BC 在P-V圖中兩條不同的等溫線,靠近坐標原點的表示溫度低.所以：TATBTC0.20.40.60.81PVO 12345123451/V 由于PV之積為常數,即P與V成反比,所以有P與1/V成正比.在P-1/V圖中,等溫線是一條過原點的直線.PVO PTO V

8、TO 不同坐標下的等溫線等溫壓縮線P1/VO 不同的溫度下做等溫變化,判斷兩個圖線溫度的高低。BA玻意爾定律的微觀解釋一定質量氣體，當體積變小時，單位體積的分子數變多，導致單位面積上受到的作用力變大，壓強變會變大。玻意爾定律的微觀解釋演示如何保證氣體的變化是等溫變化一般情況下氣體被壓縮溫度則升高;氣體膨脹溫度則降低;要獲得等溫變化的過程,氣體在壓縮或膨脹時過程要緩慢,即讓氣體與外界有充分的熱交換.開始氣泡在水中上升的過程中體積變大 例題:水下30米深處有一個20ml 的氣泡，當升到水面上時氣泡體積變?yōu)槎嗌?？已知P0=1105Pa.解答：被封閉的氣體質量不變，做等溫變化。初狀態(tài)： 末狀態(tài)：由玻意

9、爾定律得：解得氣泡體積：LH氣體動態(tài)變化分析玻璃管上部封閉氣體,將玻璃管向上提高一點,氣柱長度如何變化?液柱長度如何變化?1.假設氣柱長度L不變,上提則h變大,管內壓強P=P0-h,即壓強P變小,則管內氣柱長度應變大,即L變大.2.假設液柱長度h不變,上提則L變大,則壓強應變小.管內壓強P=P0-h,即液柱h應變大.如果外界大氣壓變大LH如何變化？管子上提，L和h都變大，下壓則都變小L變小，H變大。 例題:如圖所示,外界大氣壓為P0，豎直放置的上端開口的玻璃管,用長為H的水銀柱,封閉著一段長為L的空氣柱,當緩慢地把管子開口向下放置時,氣柱長度變?yōu)槎嗌?解答：被封閉的氣體質量不變，做等溫變化。初

10、狀態(tài)： 末狀態(tài)：由玻意爾定律得：解得氣柱長度：若上圖中將管子慢慢地由豎直位置變?yōu)樗椒胖?，那么氣柱長度變?yōu)槎嗌?解答：被封閉的氣體質量不變，做等溫變化。初狀態(tài)： 末狀態(tài)：由玻意爾定律得：解得氣柱長度：例題:如圖所示,外界大氣壓為P0，氣缸截面積為S，可以移動的活塞封閉著一定質量的氣體，氣柱長為L，用多大力推活塞，可以把氣柱長度變?yōu)長/2？解答：被封閉的氣體質量不變，做等溫變化。初狀態(tài)： 末狀態(tài)：由玻意爾定律得：解得：若當活塞被向外拉，使氣柱長度高為1.2L時,拉力多少?復習回顧：玻意爾定律的內容是什么?該定律的條件是什么?在一定質量的氣體做等溫變化時，P-V圖象是什么樣有圖線?如何保證氣體做等

11、溫變化?第三節(jié)當氣體的體積變化時，密度也發(fā)生變化.由:玻意爾定律的討論：例題:如圖所示,管中被封閉的氣柱長為L=30cm,兩管子中的水銀柱高度差25cm,要使兩管中水銀面高度相同,應向右管中加多高的水銀?外界大氣壓75cmgH.P0hL1初狀態(tài)：末狀態(tài)：由玻意爾定律：得：所加水銀的高度：h=h+2xhxP0hL1xL2 例題:一個體積為V的沼氣泡從池塘底浮起，若水深為3m，沼氣泡從地底上升到水面時，它的體積將變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮? 設水底和水面溫度相同，大氣壓強p0=1.0 10 5pa, 水的密度 =1 103kg/m3)氣體做等溫變化兩狀態(tài)下氣體的密度比：初狀態(tài)：末狀態(tài)：由玻意爾定律：得：3

12、m例題：長為90cm下端開口的玻璃管向插入水銀槽中,當插入槽中深度為30cm時,進入管中的水銀柱多高?已知大氣壓為76cmgH.設進入管中的水銀柱深度為X,初狀態(tài)：末狀態(tài)：由玻意爾定律：得：求得：PVO PVO PTO PTO VTO VTO VTO 等壓膨脹圖線等容升溫圖線等溫壓縮圖線PVO PTO 同一變化過程在不同圖中的表示PVO 1234512345一定質量的氣體由狀態(tài)A開始P=4大氣壓;V=1L:先等溫膨脹，再等容升溫，再等壓壓縮加到原狀態(tài)。等溫膨脹變?yōu)?個大氣壓達狀態(tài)B A B 再等容升溫變?yōu)?個大氣壓達狀態(tài)C C再等壓壓縮到體積為1L達狀態(tài)A同一圖中表示不同的變化過程初狀態(tài)：末狀

13、態(tài)：由玻意爾定律：得：水銀的高度：例題：長為1m兩端開口的玻璃管向插入水銀槽中,當插入槽中深度為50cm時,封閉上口,然后將管子豎直拿出,求管中水銀柱有多少長?已知大氣壓為76cmgH. 例題：如圖所示，長為100cm的內徑均勻的細玻璃管，一端被封閉，一端開口，當開口端豎直向上時，用h1=20cm水銀柱封住h2=49cm長的空氣柱，當開口豎直向下時，管內被封閉的空氣柱長為多少？(大氣壓為76cmHg) h2h1根據PV=C，9649S=56LS，可得開口向下時氣體長度L=84cm，但是此時空氣柱長度與水銀柱長度之和，84+20=104cm100cm，大于玻璃管總長100cm。水銀將流出一部分，這樣整個物理圖景發(fā)生變化，還要根據流出部分水銀的圖景重新分析計算。解答：以封閉氣體為研究對象，當開口向上時，P1=96cmHg,V1=49S。當開口向下時，P2=56cmHg，可求V2。如圖所示，設水銀流出一部分后空氣柱長度為L，則當在管內水銀柱長100L。那么P2+(100L)=P0，P2=(L24)cmHg，V2=LS。根據玻意爾定律，9649S=(L24)LS，解得L=81.5cm h2h1L100 -L注意：對于開口向上，液柱封閉氣體的玻璃管，當開口水平或開口向下時，需分析由于氣體壓強減小，