氣體壓強(qiáng)和體積關(guān)系分析課件

1、氣體壓強(qiáng)和體積氣體壓強(qiáng)和體積 的關(guān)系的關(guān)系一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)參量之間有什么關(guān)系呢？一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)參量之間有什么關(guān)系呢？用什么方法來研究這三個(gè)量之間的關(guān)系？用什么方法來研究這三個(gè)量之間的關(guān)系？硝化棉實(shí)驗(yàn)硝化棉實(shí)驗(yàn)密閉氣體的體積密閉氣體的體積V減減小，壓強(qiáng)小，壓強(qiáng)p增大，溫增大，溫度度T升高。升高?？刂谱兞糠刂谱兞糠ǎ嚎刂埔粋€(gè)物理量不：控制一個(gè)物理量不變，研究剩下兩個(gè)物理量之間的變，研究剩下兩個(gè)物理量之間的關(guān)系。關(guān)系。B. 氣體壓強(qiáng)和體積關(guān)系l1 1、等溫變化等溫變化 氣體在溫度不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)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。變化，叫做等溫變化。l2 2、實(shí)

2、驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)研究2、DIS實(shí)驗(yàn)探究l (1)(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯恳欢ㄙ|(zhì)量氣體在溫度保持不變時(shí)，它的壓強(qiáng)與體研究一定質(zhì)量氣體在溫度保持不變時(shí)，它的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。積的關(guān)系。l (2)(2)實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材： DISDIS、壓強(qiáng)傳感器、注射器（針筒）。、壓強(qiáng)傳感器、注射器（針筒）。注意注意：（1）氣體質(zhì)量要一定；）氣體質(zhì)量要一定；（2）溫度要保持不變。）溫度要保持不變。針筒要密封針筒要密封推拉活塞要緩?fù)评钊徛?，手不能握慢，手不能握住針筒住針筒分析?shí)驗(yàn)?zāi)康?，該?shí)驗(yàn)應(yīng)注意什么？分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，該?shí)驗(yàn)應(yīng)注意什么？V1234p/10 Pa51230p/10 Pa51/V12300.20.4

3、0.60.8(3) 數(shù)據(jù)測(cè)量及分析3、玻意耳定律l一定質(zhì)量的某種氣體，在一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度保持不變時(shí)，它的壓溫度保持不變時(shí)，它的壓強(qiáng)跟體積成反比，或者說，強(qiáng)跟體積成反比，或者說，壓強(qiáng)跟體積的乘積保持不壓強(qiáng)跟體積的乘積保持不變。變。 p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2 m一定，一定，m=V 玻意耳定律的玻意耳定律的另一表達(dá)式：另一表達(dá)式：p1/1=p2/2幾點(diǎn)說明l一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度保持不變時(shí)，它的壓強(qiáng)跟體積成反比，或者說，壓強(qiáng)跟體積的乘積保持不變。一定質(zhì)量的氣體溫度保持不變壓強(qiáng)和體積成反比等溫線VPOA AB B狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)A AB B表示過程表示過程P P

4、A AV VA AP PB BV VB BT小結(jié)：玻意耳定律小結(jié)：玻意耳定律內(nèi)容：內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度不變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)跟一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度不變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)跟它的體積成反比。它的體積成反比。數(shù)學(xué)表示式：數(shù)學(xué)表示式： p p1 1V V1 1 p p2 2V V2 2 恒量恒量 上式中的恒量跟氣體的質(zhì)量、種類、溫度有關(guān)。上式中的恒量跟氣體的質(zhì)量、種類、溫度有關(guān)。圖線（等溫線）：圖線（等溫線）：TPVOABP1/VODABl一根長(zhǎng)為一根長(zhǎng)為L(zhǎng)=50cm、一端封閉的粗細(xì)、一端封閉的粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管，用一段均勻的細(xì)玻璃管，用一段h=20cm的的水銀柱將一部分空氣封水銀柱將一部分空氣封

5、閉在細(xì)玻璃閉在細(xì)玻璃管里。當(dāng)玻璃管水平放置時(shí)，管內(nèi)空管里。當(dāng)玻璃管水平放置時(shí)，管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)氣柱長(zhǎng)l1=10cm。求當(dāng)玻璃管開口向。求當(dāng)玻璃管開口向上豎直放置時(shí)，管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度上豎直放置時(shí)，管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度? （大氣壓強(qiáng)為（大氣壓強(qiáng)為 P0=76cmHg，全過程，全過程中氣體溫度不變）中氣體溫度不變）例題例題1、P0P150cm10cm20cm如圖所示，水銀柱水平放置時(shí)設(shè)玻璃管的橫截面積為S內(nèi)外氣體壓強(qiáng)相等 P1=P0=76cmHg氣體體積 V1=10S例題分析P0P250cm20cmL玻璃管開口向上豎直放置時(shí)如圖所示設(shè)氣柱長(zhǎng)度為l2cm則氣體體積 V2=l2S氣體壓強(qiáng)P2=P0+PH=96c

6、mHgPH一根長(zhǎng)為L(zhǎng)=50cm、一端封閉的粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管，用一段h=20cm的水銀柱將一部分空氣封 閉在細(xì)玻璃管里。當(dāng)玻璃管水平放置時(shí)，管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)l1=10cm。求當(dāng)玻璃管開口向上豎直放置時(shí)，管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度? （大氣壓強(qiáng)為 P0=76cmHg，全過程中氣體溫度不變）l解解：對(duì)管內(nèi)封閉的空氣柱分析l 初狀態(tài) V1=10S P1=P0=76cmHgl 末狀態(tài) V2=l2S P2=P0+PH=96cmHgl 在此過程中氣體溫度不變，根據(jù)玻意耳定律得：l P1V1=P2V2l P110S=P2l2Sl l2=760/96=7.9cm解題方法1、選擇研究對(duì)象2、分析氣體的始末狀態(tài)3、判斷研究對(duì)象

7、是否滿足玻意耳定律適用條件4、代入數(shù)據(jù)計(jì)算 P1V1=P2V2 因?yàn)闅怏w溫度不變，根據(jù)玻意耳定律得：解：初 ： P1=？ V1=？末： P2=？ V2=？一課一練一課一練P82，6；P83，11；P84，14；P88，15例題例題2、如圖所示，如圖所示，T1、T2是封閉在同一容器里的氣體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(shí)的等溫線，判在不同的溫度下作等溫變化時(shí)的等溫線，判斷哪一根等溫線溫度高？斷哪一根等溫線溫度高？一課一練一課一練P85，1練習(xí)冊(cè)練習(xí)冊(cè)P70，5T1PVOABDCT2pV1 V2p相等時(shí)，溫度相等時(shí)，溫度升高，體積增大；升高，體積增大；T1T2例題例題3、一根長(zhǎng)、

8、一根長(zhǎng)1m的一端封閉、粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管，的一端封閉、粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管，開口向下豎直插入水銀槽中，已知管內(nèi)被封閉的空氣開口向下豎直插入水銀槽中，已知管內(nèi)被封閉的空氣柱長(zhǎng)柱長(zhǎng)18cm，管內(nèi)水銀面比槽內(nèi)水銀面高，管內(nèi)水銀面比槽內(nèi)水銀面高40cm，外界，外界大氣壓為大氣壓為76cmHg。問問：（：（1）若將玻璃管緩慢向上提升，密閉氣體的狀）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(nèi)外汞面高度差將怎樣變化？態(tài)參量將如何變化？管內(nèi)外汞面高度差將怎樣變化？18cm40cm假設(shè)法假設(shè)法：假設(shè)：假設(shè)p不變（水銀柱液不變（水銀柱液面高度不變）；或氣體面高度不變）；或氣體V不變不變密閉氣體的密閉

9、氣體的T不變，體積不變，體積V增大，壓強(qiáng)增大，壓強(qiáng)p減小，管減小，管內(nèi)外汞面高度差內(nèi)外汞面高度差h增大。增大。紅面書紅面書P83，9，10，1318cm40cm36cmH（2）若要使管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，需）若要使管?nèi)空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，需將玻璃管緩慢提升多少？將玻璃管緩慢提升多少？p2=76-(40+18+H-36)=54-H 初初: V1=18S P1=76-40=36cmHg末末: V2=36S p2=54-H 由玻意耳定律得由玻意耳定律得P1V1=P2V23618=（54-H）36H=36cm 例題例題4 4、一課一練一課一練P85P85，5 5 農(nóng)村中常用來噴射農(nóng)藥的壓

10、縮噴霧器的結(jié)構(gòu)如圖所示，農(nóng)村中常用來噴射農(nóng)藥的壓縮噴霧器的結(jié)構(gòu)如圖所示，A A的總?cè)莘e為的總?cè)莘e為7.5L7.5L，裝入藥液后，藥液上方體積為，裝入藥液后，藥液上方體積為1.5L1.5L。關(guān)閉閥門關(guān)閉閥門K K，用打氣筒，用打氣筒B B每次打進(jìn)每次打進(jìn)1atm1atm的空氣的空氣250cm250cm3 3。( (溫度保持不變，外界大氣壓為溫度保持不變，外界大氣壓為1atm) 1atm) 問問：(1)(1)要使藥液上方氣體的壓強(qiáng)為要使藥液上方氣體的壓強(qiáng)為4 4atmatm，打氣筒活塞，打氣筒活塞應(yīng)打幾次？應(yīng)打幾次？（2 2）當(dāng)）當(dāng)A A中有中有4 4atmatm的空氣后，的空氣后，打開打開K K

11、可噴射藥液，直到不能可噴射藥液，直到不能噴射時(shí)，噴霧器剩余多少體積噴射時(shí)，噴霧器剩余多少體積的藥液？的藥液？BAK思路分析：思路分析：向噴霧器容器向噴霧器容器A中打氣，是一個(gè)中打氣，是一個(gè)等溫壓縮過等溫壓縮過程程。按實(shí)際情況，在。按實(shí)際情況，在A中裝入藥液后，藥液上方不中裝入藥液后，藥液上方不可能是真空，而已有可能是真空，而已有1atm的空氣的空氣1.5L，把這部分，把這部分空氣和歷次打入的空氣一起作為空氣和歷次打入的空氣一起作為研究對(duì)象研究對(duì)象，變質(zhì)變質(zhì)量問題量問題便轉(zhuǎn)化成了便轉(zhuǎn)化成了定質(zhì)量問題定質(zhì)量問題。向向A中打入空氣后，打開閥門中打入空氣后，打開閥門K噴射藥液，噴射藥液，A中空氣便經(jīng)歷

12、中空氣便經(jīng)歷了一個(gè)了一個(gè)等溫膨脹過程等溫膨脹過程。根據(jù)兩。根據(jù)兩過程中氣體的初、末狀態(tài)量，過程中氣體的初、末狀態(tài)量，運(yùn)用玻意爾定律，便可順利求運(yùn)用玻意爾定律，便可順利求解本題。解本題。BKA（1） 以以A中原有空氣和中原有空氣和n次打入次打入A中的全部氣體為中的全部氣體為研究對(duì)象研究對(duì)象。由玻意耳定律，可得由玻意耳定律，可得p0（VnV0）=p1V 1（1.5+n250 10-3) = 4 1.5 n=18(次次)BAKp0,Vp0,nV0p1,V一課一練一課一練P83，8；P86，7(2)打開閥門打開閥門K，直到藥液不能噴射，直到藥液不能噴射，忽略噴管忽略噴管中藥液產(chǎn)生的壓強(qiáng)中藥液產(chǎn)生的壓強(qiáng)

13、，則此時(shí)，則此時(shí)A容器內(nèi)的氣體應(yīng)等于外容器內(nèi)的氣體應(yīng)等于外界大氣壓。以界大氣壓。以A容器內(nèi)的氣體作為容器內(nèi)的氣體作為研究對(duì)象研究對(duì)象，由玻意，由玻意耳定律，可得耳定律，可得 p1Vp0V V = L從而，從而，A容器內(nèi)剩余藥液的體積容器內(nèi)剩余藥液的體積V剩剩V總總V 7.5 - 6=1.5L65 . 11401VppBAK例題例題5、一根粗細(xì)均勻，兩端封閉的玻璃管水平放置，一段長(zhǎng)一根粗細(xì)均勻，兩端封閉的玻璃管水平放置，一段長(zhǎng)57cm的水銀柱將玻璃管中的空氣柱分成兩段，長(zhǎng)度均為的水銀柱將玻璃管中的空氣柱分成兩段，長(zhǎng)度均為30cm，壓強(qiáng)均為壓強(qiáng)均為76cmHg?，F(xiàn)將玻璃管緩慢豎立起來，則上下兩段。

14、現(xiàn)將玻璃管緩慢豎立起來，則上下兩段空氣柱的長(zhǎng)度分別為多少？空氣柱的長(zhǎng)度分別為多少？ABAB分析：玻意耳定律只針分析：玻意耳定律只針對(duì)一部分氣體而言，現(xiàn)對(duì)一部分氣體而言，現(xiàn)在有兩部分氣體，因此在有兩部分氣體，因此要分別對(duì)待。要分別對(duì)待。A：初：初：p=76cmHg,V=30S 末：末：pA,VA=LAS pV=pAVA pA=2280/LA B：初：初：p=76cmHg,V=30S 末：末：pB,VB=LBS pV=pBVB pB=2280/LBpB=pA+57LA+LB=60LA=40cmLB=20cm一課一練一課一練P87，12例：自行車打氣 自行車內(nèi)胎中原有壓強(qiáng)為 105 Pa 的空氣 8

15、00 cm3，現(xiàn)用打氣筒給它打氣，一次可打入同壓強(qiáng)的空氣400 cm3如果車胎與地面接觸時(shí)自行車內(nèi)胎容積為1600 cm3，胎內(nèi)外氣溫相等且不變，在負(fù)重800 N的情況下，車胎與地面接觸面積為20 cm2，應(yīng)打氣兒下？ 初狀態(tài)：p1= 105 Pa V1=800+n400 cm3末狀態(tài)：p2=F/S=800/（20*10-4 ）= 4*105 Pa V2=1600 cm3根據(jù) p1V1= p2V2 代入數(shù)據(jù)得：n=14補(bǔ)充例題：補(bǔ)充例題：例：如圖為測(cè)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(cè)量前排盡其中的空氣，測(cè)量時(shí)被測(cè)者盡力吸足空氣，再通過

16、B將空氣呼出，呼出的空氣通過導(dǎo)管進(jìn)入A內(nèi)，使A浮起，已知圓筒A的質(zhì)量為m，橫截面積為S，大氣壓強(qiáng)為P0，水的密度為，筒底浮出筒外水面的高度為h，則被測(cè)者的肺活量為多少？ 筒內(nèi)空氣：狀態(tài)1：p1=p0 V1=?狀態(tài)2：p2 = p0+mg/S= p0+ gh V2=(h+h)S根據(jù) p1V1= p2V2 p0 V1 = ( p0+mg/S)(h+m/S)例：潛水艇排水 潛水艇的貯氣筒與水箱相連。當(dāng)貯氣筒中的空氣壓入水箱后，水箱便排出水，使?jié)撍Ц∑?。某潛水艇貯氣筒的容積是 2m3，貯有壓縮空氣。一次，簡(jiǎn)內(nèi)一部分空氣壓入水箱后，排出水的體積是 10 m3，此時(shí)簡(jiǎn)內(nèi)剩余空氣的壓強(qiáng)是 95個(gè)大氣壓。設(shè)