氣體教學(xué)中的動態(tài)變化問題doc-奉賢教育博客學(xué)習(xí)-發(fā)展

1、專題一：氣體狀態(tài)變化導(dǎo)致的液柱動態(tài)變化問題曙光中學(xué)：張海英一、氣體溫度不變（運(yùn)動狀態(tài)和放置方式改變）Hh例1、如圖圖所示，開開口向下下并插入入水銀槽槽中的粗粗細(xì)均勻勻的玻璃璃管內(nèi)封封閉著長長為H的的空氣柱柱，管內(nèi)內(nèi)水銀柱柱高于水水銀槽hh ，若若將玻璃璃管豎直直向上緩緩慢地提提起（管管下端未未離開槽槽內(nèi)水銀銀面），則則H和hh的變化化情況為為（ AAHhA.H和hh都增大大 B.H和h都減小小 C.H減小小,h增大大 DD.H增大大,h減減小分析與解:（假設(shè)設(shè)法）思路一：假假設(shè)管內(nèi)內(nèi)水銀柱柱高度不不變由于水銀柱柱的高度度不變，封封閉空氣氣柱變長長，根據(jù)據(jù)玻意耳耳定律,氣體體體積增大大，空氣氣柱

2、壓強(qiáng)強(qiáng)變小，根根據(jù)P=P0-gh（即即h增大）。所以H和h都增大思路二：假假設(shè)管內(nèi)內(nèi)封閉空空氣柱長長度不變變 由由于管內(nèi)內(nèi)封閉空空氣柱長長度不變變， h增大大，壓強(qiáng)強(qiáng)減小，根根據(jù)玻意意耳定律律壓強(qiáng)減減小，體體積增大大。所以HH和h都都增大。小結(jié)：解決決動態(tài)變變化的常常用方法法就是假假設(shè)法，然然后利用用PV之之間關(guān)系系來確定定壓強(qiáng)和和體積如如何變化化。（水銀柱柱高于水水銀槽的的高度與與氣柱長長度同增增同減）但是水銀柱從靜止改變運(yùn)動狀態(tài)最根本的原因就是受力不再平衡。Lh1、如圖所所示，一一端封閉閉的玻璃璃管開口口向下豎豎直插入入水銀槽槽中，管管的上部部封有部部分空氣氣，玻璃璃管露出出槽中水水銀面的

3、的長度為為L，兩兩水銀面面的高度度差為hh，現(xiàn)保保持L不不變，使使玻璃管管向右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過一個個小角度度，則（ BD ）LhA.h將增增大 BB.h將減減小 C.h不變變 D.空氣柱柱的長度度會減小小2、運(yùn)動狀狀態(tài)和放放置方式式的改變變AB例2、如圖圖所示，粗粗細(xì)均勻勻的玻璃璃管，兩兩端封閉閉，中間間用一段段小水銀銀柱將空空氣分隔隔成A、BB兩部分分，豎直直放置處處于靜止止時，水水銀柱剛剛好在正AB（1）現(xiàn)讓讓玻璃管管做自由由落體運(yùn)運(yùn)動時，水水銀柱相相對玻璃璃管如何何移動？分析與解：原來靜止時時PBPA，玻璃璃管自由由落體運(yùn)運(yùn)動時，水水銀處于于完全失失重狀態(tài)態(tài)，所以以末狀態(tài)態(tài)當(dāng)水銀銀柱相對對玻璃管管

4、穩(wěn)定時時PB=PA（結(jié)合合受力分分析），對于A氣體壓強(qiáng)增大根據(jù)玻意耳定律，體積減小，而B氣體正好相反，所以水銀相對玻璃管向上移動。（用假設(shè)法，假設(shè)體積不變，原來平衡PBPA ，現(xiàn)需要向下的合外力，所以PA增大，PB減?。┧伎迹河袥]沒有可能能PA增大，PPB不變？（拓展）上上題的基基礎(chǔ)上AB（2）現(xiàn)將將玻璃管管水平放放置，當(dāng)當(dāng)再次達(dá)達(dá)到平衡衡時，水水銀柱相相對于玻玻璃管如如何移動AB分析與解：原來豎直時時PBPA，玻璃璃管水平平后，再再次平衡衡時PB=PA（結(jié)合合受力分分析），對對于A氣氣體壓強(qiáng)強(qiáng)增大根根據(jù)玻意意耳定律律，體積積減小，而而B氣體體正好相相反，所所以水銀銀相對玻玻璃管向向A移動動。

5、小結(jié)：假設(shè)設(shè)體積不不變，可可以根據(jù)據(jù)受力分分析，確確定壓強(qiáng)強(qiáng)的大小小關(guān)系，再再分別判判斷各自自壓強(qiáng)如如何變化化，分別別用玻意意耳定律律來判斷斷各自體體積如何何變化，從從而來判判斷水銀銀柱的移移動。二、氣體溫溫度的改改變例3、如圖圖所示，在在兩端封封閉的玻玻璃管中中間用水水銀柱將將其分成成體積相相等的左左右兩部部分，并并充入溫溫度相同同的氣體體，若把把氣體緩緩緩升高高相AB同的的溫度（保保持管水水平不動動），然然后保持AB則：（1）水水銀柱如如何移動動？ （）若氣體體B初始始溫度高高，把氣氣體緩緩緩升高相相同的溫度，然然后保持持恒溫，則則水銀柱柱又如何何移動？分析與解前提方法：假設(shè)法法，假設(shè)設(shè)水

6、銀柱柱不動，兩兩部分氣氣體均作作等容變變化，思路（）用用數(shù)學(xué)函函數(shù)推導(dǎo)導(dǎo)：設(shè)開始時氣氣體溫度度為T00，壓強(qiáng)強(qiáng)為pA和pB，升高高溫度T，升升溫后為為T1和T22，壓強(qiáng)強(qiáng)為pA和pB，壓強(qiáng)強(qiáng)減少量量為pA和pB，分別別對兩部部分氣體應(yīng)用用查理定定律：對于A：ppA /T0 = pA/ TT1 =pA/T pA = pAT / TT0 對于B：pB/ TT0 = pB/ TT2 =pBT pB= pBT / TT0PA=pBB，故有有pA=pB，F(xiàn)A=FB 水銀柱柱不動（值值得注意意的是：這里最最根本的的是受力力，而并并非壓強(qiáng)強(qiáng)）PTOpT思路二：圖圖象法，在在同一pp-T圖圖上畫出出兩段氣PT

7、OpT如右圖（因因在溫度度相同時時pA=pB，得氣氣柱lA等容線線的斜率率與氣柱柱lB一樣）。由圖線可知知當(dāng)兩氣氣柱升高高相同的的溫度時時，其壓壓強(qiáng)增大大量pA=pB ， 故FA=FB，水銀銀柱不動動）。 （）假假設(shè)體積積不變：(1)數(shù)學(xué)函函數(shù)法pA = pAT / TTpB= pBT / TT由于TpB （）由由圖象法法：pApB 水銀柱向BB移動ABABPT pBABpA思考：如圖圖所示，在在兩端封封閉的玻玻璃管中中間用水水銀柱將將其分成成體積相相等的上上下兩部部分，并并充入溫溫度相同同的氣體體，（1）若把把氣體緩緩緩升高高相同的的溫度（保保持管豎豎直不動動），然然后保持持恒溫，則水銀柱如

8、何移動？（2）若把把氣體緩緩緩降低低相同的的溫度（保保持管豎豎直不動動），然然后保持持恒溫，則水銀柱如何移動？分析與解：TTpLALBOTTpLALBOpApB pB= pBT / TT0pB= pBT / TTpApBB pApB (2)由圖圖象法：（1）向向上移動動 （2）向向下移動動小結(jié)：解決決這類氣氣體溫度度升高或或降低而而導(dǎo)致水水銀移動動的問題題，就是是假設(shè)兩兩部分氣氣體各自自體積不不變，然然后再根根據(jù)查理理定律，判判斷兩部部分氣體體壓強(qiáng)的的改變量量，從而而判斷兩兩邊壓力力的改變變量，來來判斷水水銀或活活塞的移移動。AB思考：兩端端封閉的的粗細(xì)均均勻玻璃璃管內(nèi)有有兩部分分氣體AA和B

9、，中中間用一一段水銀銀隔開，當(dāng)當(dāng)水平放放置時，AA的體積積大于BB的體積積，如圖圖b所示示，并置置于熱水水中，則則管內(nèi)水水銀柱與與最初相相比將（AA）ABAB（A）向AA端移動AB（B）向BB端移動動（C）仍在在原位置置（D）無法法判斷bb總結(jié)：不管管運(yùn)動狀狀態(tài)和放放置方式式改變 還是氣氣體溫度度的改變變 導(dǎo)致液液柱動態(tài)態(tài)變化的的都可以以用假設(shè)設(shè)法來進(jìn)進(jìn)行解決決，今天天這節(jié)課課我們研研究了液液柱動態(tài)態(tài)變化的的幾種類類型，下下節(jié)課我我們將研研究汽缸缸活塞的的動態(tài)變變化問題題。 練習(xí)：a b cglaglblc、如圖所所示，aa、b、c三根完完全相同同的玻璃璃管，一一端封閉閉，管內(nèi)內(nèi)各用相相同長度

10、度的一段段水銀柱柱封閉了了質(zhì)量相相等的空空氣，aa管豎直直向下做做自由落落體運(yùn)動動，b管豎直直向上做做加速度度為的勻勻加速運(yùn)運(yùn)動，cc管沿傾傾角為4450的光滑滑斜面a b cglaglblc變，當(dāng)水銀銀柱相對對管壁靜靜止時，a、b、c三管內(nèi)的空氣柱長度的關(guān)系為（ D ）A.Lb=Lc=La B.LLbLcLcLa D.LLbhh B.LL=h C.LL=0 D.LLh，L0、如圖所所示，左左右兩容容器容積積相同，裝裝有同種種氣體，連連通兩h容容器的水水平細(xì)管管中部有有一段水水銀柱，在在圖示溫溫度下，管管中水銀銀柱靜止止不動，如如果使兩兩容器中中氣體溫溫度同時時升高1100C，那那么水銀銀柱將（ A ）hA.向左移移動 B.向右右移動 C.不動 DD.無法法判斷如圖是是一個圓圓筒形容容器的橫橫剖面圖圖。A、BB兩氣缸缸內(nèi)充有有理想氣氣體，CC、D是是真空?；罨钊鸆不不漏氣且且摩擦不不計，開開始時活活塞處于于靜止?fàn)顮顟B(tài)。