氣體壓強和體積關系

關于氣體壓強和體積關系B.氣體壓強和體積關系1、等溫變化氣體在溫度不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化，叫做等溫變化。2、實驗研究第2頁,共26頁，2024年2月25日，星期天2、DIS實驗探究(1)實驗目的：研究一定質量氣體在溫度保持不變時，它的壓強與體積的關系。(2)實驗器材：

DIS、壓強傳感器、注射器（針筒）。注意：（1）氣體質量要一定；（2）溫度要保持不變。針筒要密封推拉活塞要緩慢，手不能握住針筒分析實驗目的，該實驗應注意什么？第3頁,共26頁，2024年2月25日，星期天V1234p/10Pa51230第4頁,共26頁，2024年2月25日，星期天p/10Pa51/V12300.20.40.60.8第5頁,共26頁，2024年2月25日，星期天(3)數據測量及分析(4)結論：

一定質量的氣體在溫度不變時，壓強p和體積V成反比。第6頁,共26頁，2024年2月25日，星期天3、玻意耳定律一定質量的某種氣體，在溫度保持不變時，它的壓強跟體積成反比，或者說，壓強跟體積的乘積保持不變。

p1V1=p2V2

∵m一定，m=ρV∴玻意耳定律的另一表達式：p1/ρ1=p2/ρ2第7頁,共26頁，2024年2月25日，星期天幾點說明一定質量的某種氣體，在溫度保持不變時，它的壓強跟體積成反比，或者說，壓強跟體積的乘積保持不變。研究對象：一定質量的氣體

適用條件：溫度保持不變遵循規(guī)律：

壓強和體積成反比第8頁,共26頁，2024年2月25日，星期天等溫線VPOAB狀態(tài)狀態(tài)A—B表示過程PAVAPBVBT第9頁,共26頁，2024年2月25日，星期天小結：玻意耳定律內容：一定質量的氣體，當溫度不變時，氣體的壓強跟它的體積成反比。數學表示式：p1V1＝p2V2

＝恒量上式中的恒量跟氣體的質量、種類、溫度有關。圖線（等溫線）：TPVOABP1/VODAB第10頁,共26頁，2024年2月25日，星期天一根長為L=50cm、一端封閉的粗細均勻的細玻璃管，用一段h=20cm的水銀柱將一部分空氣封閉在細玻璃管里。當玻璃管水平放置時，管內空氣柱長l1=10cm。求當玻璃管開口向上豎直放置時，管內空氣柱的長度?（大氣壓強為P0=76cmHg，全過程中氣體溫度不變）例題1、第11頁,共26頁，2024年2月25日，星期天P0P150cm10cm20cm如圖所示，水銀柱水平放置時設玻璃管的橫截面積為S內外氣體壓強相等P1=P0=76cmHg氣體體積V1=10S例題分析第12頁,共26頁，2024年2月25日，星期天P0P250cm20cmL玻璃管開口向上豎直放置時如圖所示設氣柱長度為l2cm則氣體體積V2=l2S氣體壓強P2=P0+PH=96cmHgPH第13頁,共26頁，2024年2月25日，星期天一根長為L=50cm、一端封閉的粗細均勻的細玻璃管，用一段h=20cm的水銀柱將一部分空氣封閉在細玻璃管里。當玻璃管水平放置時，管內空氣柱長l1=10cm。求當玻璃管開口向上豎直放置時，管內空氣柱的長度?（大氣壓強為P0=76cmHg，全過程中氣體溫度不變）解：對管內封閉的空氣柱分析初狀態(tài)V1=10SP1=P0=76cmHg末狀態(tài)V2=l2SP2=P0+PH=96cmHg在此過程中氣體溫度不變，根據玻意耳定律得：

P1V1=P2V2P110S=P2l2Sl2=760/96=7.9cm第14頁,共26頁，2024年2月25日，星期天解題方法1、選擇研究對象2、分析氣體的始末狀態(tài)3、判斷研究對象是否滿足玻意耳定律適用條件4、代入數據計算P1V1=P2V2

因為氣體溫度不變，根據玻意耳定律得：解：初：P1=？V1=？末：P2=？V2=？注意：各物理量單位只需等式左右兩邊一致即可，不一定轉換成國際單位《一課一練》P82，6；P83，11；P84，14；P88，15第15頁,共26頁，2024年2月25日，星期天例題2、如圖所示，T1、T2是封閉在同一容器里的氣體在不同的溫度下作等溫變化時的等溫線，判斷哪一根等溫線溫度高？《一課一練》P85，1《練習冊》P70，5T1PVOABDCT2pV1V2∵p相等時，溫度升高，體積增大；∴T1<T2第16頁,共26頁，2024年2月25日，星期天例題3、一根長1m的一端封閉、粗細均勻的細玻璃管，開口向下豎直插入水銀槽中，已知管內被封閉的空氣柱長18cm，管內水銀面比槽內水銀面高40cm，外界大氣壓為76cmHg。問：（1）若將玻璃管緩慢向上提升，密閉氣體的狀態(tài)參量將如何變化？管內外汞面高度差將怎樣變化？18cm40cm假設法：假設p不變（水銀柱液面高度不變）；或氣體V不變密閉氣體的T不變，體積V增大，壓強p減小，管內外汞面高度差h增大?！都t面書》P83，9，10，13第17頁,共26頁，2024年2月25日，星期天18cm40cm36cmH（2）若要使管內空氣柱長度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，需將玻璃管緩慢提升多少？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頁,共26頁，2024年2月25日，星期天例題4、《一課一練》P85，5農村中常用來噴射農藥的壓縮噴霧器的結構如圖所示，A的總容積為7.5L，裝入藥液后，藥液上方體積為1.5L。關閉閥門K，用打氣筒B每次打進1atm的空氣250cm3。(溫度保持不變，外界大氣壓為1atm)問：(1)要使藥液上方氣體的壓強為4atm，打氣筒活塞應打幾次？（2）當A中有4atm的空氣后，打開K可噴射藥液，直到不能噴射時，噴霧器剩余多少體積的藥液？BAK第19頁,共26頁，2024年2月25日，星期天思路分析： 向噴霧器容器A中打氣，是一個等溫壓縮過程。按實際情況，在A中裝入藥液后，藥液上方不可能是真空，而已有1atm的空氣1.5L，把這部分空氣和歷次打入的空氣一起作為研究對象，變質量問題便轉化成了定質量問題。向A中打入空氣后，打開閥門K噴射藥液，A中空氣便經歷了一個等溫膨脹過程。根據兩過程中氣體的初、末狀態(tài)量，運用玻意爾定律，便可順利求解本題。BKA第20頁,共26頁，2024年2月25日，星期天（1）以A中原有空氣和n次打入A中的全部氣體為研究對象。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《一課一練》P83，8；P86，7第21頁,共26頁，2024年2月25日，星期天

(2)打開閥門K，直到藥液不能噴射，忽略噴管中藥液產生的壓強，則此時A容器內的氣體應等于外界大氣壓。以A容器內的氣體作為研究對象，由玻意耳定律，可得

p1V＝p0V’

V’=

L從而，A容器內剩余藥液的體積V剩＝V總－V’＝7.5-6=1.5LBAK第22頁,共26頁，2024年2月25日，星期天例題5、一根粗細均勻，兩端封閉的玻璃管水平放置，一段長57cm的水銀柱將玻璃管中的空氣柱分成兩段，長度均為30cm，壓強均為76cmHg。現(xiàn)將玻璃管緩慢豎立起來，則上下兩段空氣柱的長度分別為多少？ABAB分析：玻意耳定律只針對一部分氣體而言，現(xiàn)在有兩部分氣體，因此要分別對待。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《一課一練》P87，12第23頁,共26頁，2024年2月25日，星期天例：自行車打氣自行車內胎中原有壓強為105Pa的空氣800cm3，現(xiàn)用打氣筒給它打氣，一次可打入同壓強的空氣400cm3．如果車胎與地面接觸時自行車內胎容積為1600cm3，胎內外氣溫相等且不變，在負重800N的情況下，車胎與地面接觸面積為20cm2，應打氣兒下？初狀態(tài)：p1=105PaV1=800+n400cm3末狀態(tài)：p2=F/S=800/（20*10-4）=

4*105PaV2=1600cm3根據p1V1=p2V2代入數據得：n=14補充例題：第24頁,共26頁，2024年2月25日，星期天例：如圖為測定肺活量的裝置示意圖（肺活量大小是一次呼出的空氣在大氣中的體積），A為倒扣在水中的開口圓筒，測量前排盡其中的空氣，測量時被測者盡力吸足空氣，再通過B將空氣呼出，呼出的空氣通過導管進入A內，使A浮起，已知圓筒A的質量為m，橫截面積為S，大氣壓強為P0，水的密度為ρ，筒底