2.2.2氣體的等溫變化（封閉氣體壓強的計算）課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性

第二章氣體、固體和液體

人教版（2019）選修第三冊2.2-2

氣體的等溫變化——封閉氣體壓強計算

如圖所示是一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的p－V圖象，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體分子平均速率的變化情況是(

)A.一直保持不變B.一直增大C.先減小后增大D.先增大后減小DC課前一練1.知道液體產(chǎn)生壓強的公式，知道連通器原理。2.針對常見的玻璃管液封模型和活塞氣缸模型，能夠根據(jù)平衡條件計算密閉氣體的壓強。3.能用玻意耳定律解決實際問題。學(xué)習(xí)目標(biāo)2.單位

3.特點：●帕(Pa)●厘米汞柱(cmHg)●大氣壓(atm)1.產(chǎn)生:氣體分子頻繁地碰撞容器壁，形成對各處各方向均勻的持續(xù)的壓力產(chǎn)生的。換算：1atm=76cmHg=1.013×105Pa同一容器中氣體的壓強向各個方向的大小都相等，不隨深度變化。一、氣體的壓強1.連通器原理：2.由液柱產(chǎn)生的壓強公式：模型1：玻璃管液封模型靜止的液柱（兩液面之間的部分）密封氣體二、氣體壓強的計算在連通器中同一液體的同一水平液面上的壓強是相等的。

(中間液體不間斷)P液=ρ液gh例1

設(shè)大氣壓強為P0，水銀柱長度為h，水銀的密度為ρ，計算下列水銀柱封閉氣體的壓強。A.水平放置B.開口豎直向上C.開口豎直向下D.與水平面夾角θ單位ABCDPacmHgθ新思路：對于液柱封閉氣體，取液柱最低液面為對象，依據(jù)該液面兩側(cè)壓強相等求解，簡稱最低液面法。思考：還可以怎樣處理？針對練設(shè)大氣壓強為P0，水銀柱兩液面高度差為h，計算下列水銀柱封閉氣體的壓強。開口豎直向上開口豎直向下hh模型2：活塞氣缸模型密封氣體——利用靜止的活塞密封F例2如圖所示，設(shè)大氣壓強為P0，質(zhì)量為m的活塞面積為S，器壁光滑，重物質(zhì)量為M。求：被活塞封閉的氣體的壓強。G總P0SPS=P0S+(m+M)g思考：如果重物懸掛，情況如何？解得PS解析思考：針對例2（左圖），改變?yōu)樯咸峄钊?，設(shè)容器質(zhì)量為Mˊ，當(dāng)氣缸恰好離地時，求密封的氣體壓強。F靈活隔離小結(jié)：氣體壓強計算方法思路：●液柱或活塞處于平衡狀態(tài)時，取液柱或活塞為對象，利用平衡條件求解；●容器加速運動時，由牛頓第二定律列方程求解。1.如圖所示，豎直放置的U形管，左端開口，右端封閉，管內(nèi)有a、b兩段水銀柱，將A、B兩段空氣柱封閉在管內(nèi)。已知水銀柱a長為h1=10cm，水銀柱b兩個液面間的高度差為h2=5cm，大氣壓強為p0=75cmHg，求空氣柱A、B產(chǎn)生的壓強。達(dá)標(biāo)測試2.如圖，左端封閉、右端開口的玻璃管內(nèi)的水銀密封出A、B兩段空氣柱。已知大氣壓強p0=76cmHg，求氣體A的壓強。3.如圖所示，豎直放置的導(dǎo)熱汽缸，活塞橫截面積為S＝0.01m2，可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動，汽缸側(cè)壁有一個小孔與裝有水銀的U形玻璃管相通，汽缸內(nèi)封閉了一段高為H＝70cm的氣柱(U形管內(nèi)的氣體體積不計)。已知活塞質(zhì)量m＝6.8kg，大氣壓強p0＝1×105Pa，水銀密度ρ＝13.6×103kg/m3，g＝10m/s2。⑴求h1的值。

⑵若在活塞上加一豎直向上的拉力使U形管中左管水銀面高出右管水銀面h2＝5cm，求活塞平衡時與汽缸底部的高度為多少厘米？(結(jié)果保留整數(shù))參考答案：⑴略

⑵80cm

解析：⑵初始時封閉氣體的壓強為：

活塞上加一豎直向上的拉力，U形管中左管水銀面高出右管水銀面

h2＝5cm封閉氣體的壓強

p2＝p0－ρgh2＝(1×105－13.6×103×10×0.05)Pa＝93200Pa

根據(jù)玻意耳定律，有

p1V1＝p2V2

代入數(shù)據(jù)：106800×70S＝93200×hS

解得：h≈80cm。1.氣體的封閉：靜止