高一物理氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系全

關(guān)于高一物理氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系全第一頁，共五十五頁，2022年，8月28日氣體與液體性質(zhì)比較：1、相同之處:沒有一定的形狀,都具有流動(dòng)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)。第二頁，共五十五頁，2022年，8月28日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(guó)際單位（熱力學(xué)溫標(biāo)）T，容器內(nèi)各處溫度相同．３.氣體的壓強(qiáng)Ｐ產(chǎn)生：容器內(nèi)氣體分子對(duì)器壁的碰撞．當(dāng)某一參量發(fā)生變化時(shí)，就說氣體的狀態(tài)發(fā)生了變化。第三頁，共五十五頁，2022年，8月28日分子數(shù)密度n1質(zhì)量M分子數(shù)密度n2質(zhì)量M壓縮到體積較小的容器中相同質(zhì)量的氣體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(nèi)的分子數(shù)變多.氣體體積等于容器的容積.（1）氣體的體積V國(guó)際單位：m3常用單位：L(升);ml(毫升)1m3=1000L1L=1000mL分子數(shù)密度第四頁，共五十五頁，2022年，8月28日（2）氣體的溫度T熱力學(xué)溫標(biāo)用T表示，國(guó)際單位：K(開爾文，簡(jiǎn)稱開)攝氏溫標(biāo)用t表示，單位：0C(攝氏度，簡(jiǎn)稱度)第五頁，共五十五頁，2022年，8月28日（3）氣體的壓強(qiáng)P氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生：模擬氣體壓強(qiáng)下落的雨點(diǎn)氣體的壓強(qiáng)是由于分子的碰撞產(chǎn)生的，所以容器內(nèi)各處壓強(qiáng)相同．氣體氣體壓強(qiáng)微觀解釋第六頁，共五十五頁，2022年，8月28日一、壓強(qiáng)的單位:大氣壓;76cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于一個(gè)大氣壓P0厘米汞柱高cmHg.則:國(guó)際單位Pa;第七頁，共五十五頁，2022年，8月28日液體液體的壓強(qiáng)是由于重力產(chǎn)生的，所以液體下面壓強(qiáng)大于上面壓強(qiáng)．液體的壓強(qiáng)的公式：液體內(nèi)同一高度處壓強(qiáng)相等多高的水柱相當(dāng)于一個(gè)大氣壓？第八頁，共五十五頁，2022年，8月28日二.氣體壓強(qiáng)的測(cè)量氣體壓強(qiáng)等于器壁上單位面積上受到的壓力氣體壓強(qiáng)的單位；Ｐa(帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕)１．水銀氣壓計(jì)測(cè)量氣體壓強(qiáng)P1P0P2P0hP3P0h第九頁，共五十五頁，2022年，8月28日2．指針式金屬壓強(qiáng)計(jì)

用指針式或數(shù)字式壓強(qiáng)計(jì)測(cè)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(qiáng)，通常是用指針式金屬壓強(qiáng)計(jì)或數(shù)字式壓強(qiáng)計(jì)直接顯示的。圖中所示是用指針式壓強(qiáng)計(jì)來測(cè)量自行車輪胎內(nèi)的氣壓.第十頁，共五十五頁，2022年，8月28日P0P2hP0P1h水銀封閉著的管中氣體壓強(qiáng)測(cè)量原理液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)是重力的原因；壓強(qiáng)的計(jì)算是根據(jù)力的平衡分析的；連通著的管子內(nèi)氣體壓強(qiáng)到處相同；由：由：P0smgp1sP2sp0smg第十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日被液體封閉的氣體內(nèi)的壓強(qiáng)分析方法找出某一壓強(qiáng)相等的參考面，可以從某一部分氣體開始,經(jīng)過液柱,向下則壓強(qiáng)增大;向上則壓強(qiáng)減小.同高則壓強(qiáng)不變P0P1hP0P2h第十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日P1P0hH左邊：右邊：左右兩邊壓強(qiáng)相等：即連通著的液體等高處壓強(qiáng)相等。1.彎管內(nèi)氣體壓強(qiáng)的計(jì)算氣體壓強(qiáng)的計(jì)算第十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日P0h1P1P3P2h4h3h2P0Ph3h5h1h2h4P2第十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日θhLP0P水銀柱封閉的氣體壓強(qiáng):1、上下兩部分氣體，水銀柱上部壓強(qiáng)小，下部壓強(qiáng)大，二者差ρgh.2、液柱同高度壓強(qiáng)相等.第十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日已知外界大氣壓為76cmHg高,水銀柱h1=20cm,h2=30cm,求A處的壓強(qiáng)P.解:A處的壓強(qiáng)為可以直接由:Ah1P0h2第十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日2.被活塞封閉著的壓強(qiáng)的計(jì)算P0smgp1sP2smgp0s活塞質(zhì)量為m,氣缸質(zhì)量為M,氣缸面積為S,第十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日θP0smgP3S/cosθ第十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日計(jì)算：多高的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相當(dāng)于一個(gè)大氣壓？一個(gè)大氣壓H高水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)即10m高的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相當(dāng)于一個(gè)大氣壓第十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日76cmP0P=0托里拆利實(shí)驗(yàn)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。第二十頁，共五十五頁，2022年，8月28日復(fù)習(xí)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(qiáng)的微觀解釋。壓強(qiáng)的單位和常見計(jì)算。第二節(jié)第二十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日對(duì)于一定量的氣體,當(dāng)體積增大時(shí)壓強(qiáng)減小.體積減小時(shí)壓強(qiáng)增大。第二十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日氣體的壓強(qiáng)跟體積的關(guān)系第二十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日用DIS實(shí)驗(yàn)研究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系條件：一定質(zhì)量的氣體；溫度不變。第二十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日第二十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日第二十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日第二十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日123456PVPV次數(shù)實(shí)驗(yàn)值項(xiàng)目151.53.322.531.741.2551T······PVO1234512345123456PVPV555555多次測(cè)量,說明一定量的氣體體積與壓強(qiáng)的變化關(guān)系.第二十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日（1）玻意耳定律一定質(zhì)量的氣體當(dāng)溫度不變時(shí),它的壓強(qiáng)與體積成反比.即壓強(qiáng)與體積的乘積等于常數(shù).(常數(shù))常數(shù)C與溫度和氣體的質(zhì)量有關(guān).溫度越高,質(zhì)量越大,則常數(shù)C就越大.等溫變化的P-V圖線是一條雙曲線.第二十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日應(yīng)用玻意耳定律要注意:氣體的質(zhì)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(qiáng)和體積;壓強(qiáng)和體積分別用同一單位(不一定用國(guó)際單位).第三十頁，共五十五頁，2022年，8月28日（2）氣體的等溫線T······PVO1234512345

由于PV積相等，所以氣體在做等溫變化時(shí)PV圖任意一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的面積相等。

所以P-V圖中兩個(gè)狀態(tài)點(diǎn)溫度的比就是面積的比。第三十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日PVO1234512345···ABC

分析圖中A、B、C三個(gè)狀態(tài)溫度的關(guān)系.由于P-V圖中的面積大小反映溫度的高低.定質(zhì)量時(shí)，面積大溫度高。所以：TA<TB<TC且：TA：TB：TC=5：6：10第三十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日PVO1234512345···ABC

在P-V圖中兩條不同的等溫線,靠近坐標(biāo)原點(diǎn)的表示溫度低.所以：TA<TB<TC第三十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日0.20.40.60.81PVO12345123451/V

由于PV之積為常數(shù),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(diǎn)的直線.第三十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日PVOPTOVTO不同坐標(biāo)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(gè)圖線溫度的高低。BA第三十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日玻意爾定律的微觀解釋一定質(zhì)量氣體，當(dāng)體積變小時(shí)，單位體積的分子數(shù)變多，導(dǎo)致單位面積上受到的作用力變大，壓強(qiáng)變會(huì)變大。玻意爾定律的微觀解釋演示第三十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日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(shí)過程要緩慢,即讓氣體與外界有充分的熱交換.第三十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日開始?xì)馀菰谒猩仙倪^程中體積變大第三十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日

例題:水下30米深處有一個(gè)20ml的氣泡，當(dāng)升到水面上時(shí)氣泡體積變?yōu)槎嗌伲恳阎狿0=1×105Pa.解答：被封閉的氣體質(zhì)量不變，做等溫變化。初狀態(tài)：末狀態(tài)：由玻意爾定律得：解得氣泡體積：第三十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日LH氣體動(dòng)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(diǎn),氣柱長(zhǎng)度如何變化?液柱長(zhǎng)度如何變化?1.假設(shè)氣柱長(zhǎng)度L不變,上提則h變大,管內(nèi)壓強(qiáng)P=P0-h,即壓強(qiáng)P變小,則管內(nèi)氣柱長(zhǎng)度應(yīng)變大,即L變大.2.假設(shè)液柱長(zhǎng)度h不變,上提則L變大,則壓強(qiáng)應(yīng)變小.管內(nèi)壓強(qiáng)P=P0-h,即液柱h應(yīng)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。第四十頁，共五十五頁，2022年，8月28日

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(zhǎng)為H的水銀柱,封閉著一段長(zhǎng)為L(zhǎng)的空氣柱,當(dāng)緩慢地把管子開口向下放置時(shí),氣柱長(zhǎng)度變?yōu)槎嗌?解答：被封閉的氣體質(zhì)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(zhǎng)度：第四十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日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(zhǎng)度變?yōu)槎嗌?解答：被封閉的氣體質(zhì)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(zhǎng)度：第四十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日例題:如圖所示,外界大氣壓為P0，氣缸截面積為S，可以移動(dòng)的活塞封閉著一定質(zhì)量的氣體，氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)，用多大力推活塞，可以把氣柱長(zhǎng)度變?yōu)長(zhǎng)/2？解答：被封閉的氣體質(zhì)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(dāng)活塞被向外拉，使氣柱長(zhǎng)度高為1.2L時(shí),拉力多少?第四十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日復(fù)習(xí)回顧：玻意爾定律的內(nèi)容是什么?該定律的條件是什么?在一定質(zhì)量的氣體做等溫變化時(shí)，P-V圖象是什么樣有圖線?如何保證氣體做等溫變化?第三節(jié)第四十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日當(dāng)氣體的體積變化時(shí)，密度也發(fā)生變化.由:玻意爾定律的討論：第四十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日例題:如圖所示,管中被封閉的氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)=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(yīng)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+2xh’xP0hL1xL2第四十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日

例題:一個(gè)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(shí)，它的體積將變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?設(shè)水底和水面溫度相同，大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105pa,水的密度ρ=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：3m第四十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日例題：長(zhǎng)為90cm下端開口的玻璃管向插入水銀槽中,當(dāng)插入槽中深度為30cm時(shí),進(jìn)入管中的水銀柱多高?已知大氣壓為76cmgH.設(shè)進(jìn)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：第四十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日PVOPVOPTOPTOVTOVTOVTO等壓膨脹圖線等容升溫圖線等溫壓縮圖線PVOPTO同一變化過程在不同圖中的表示第四十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日PVO1234512345一定質(zhì)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(gè)大氣壓達(dá)狀態(tài)B·AB·再等容升溫變?yōu)?個(gè)大氣壓達(dá)狀態(tài)C·C再等壓壓縮到體積為1L達(dá)狀態(tài)A同一圖中表示不同的變化過程第五十頁，共五十五頁，2022年，8月28日初狀態(tài)：末狀態(tài)：由玻意爾定律：得：水銀的高度：例題：長(zhǎng)為1m兩端開口的玻璃管向插入水銀槽中,當(dāng)插入槽中深度為50cm時(shí),封閉上口,然后將管子豎直拿出,求管中水銀柱有多少長(zhǎng)?已知大氣壓為76cmgH.第五十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日

例題：如圖所示，長(zhǎng)為100cm的內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管，一端被封閉，一端開口，當(dāng)開口端豎直向上時(shí)，用h1=20cm水銀柱封住h2=49cm長(zhǎng)的空氣柱，當(dāng)開口豎直向下時(shí)，管內(nèi)被封閉的空氣柱長(zhǎng)為多少？(大氣壓為76cmHg)h2h1根據(jù)PV=C，96×49S=56×LS，可得開口向下時(shí)氣體長(zhǎng)度L=84cm，但是此時(shí)空氣柱長(zhǎng)度與水銀柱長(zhǎng)度之和，84+20=104cm＞100cm，大于玻璃管總長(zhǎng)100cm。水銀將流出一部分，這樣整個(gè)物理圖景發(fā)生變化，還要根據(jù)流出部分水銀的圖景重新分析計(jì)算。解答：以封閉氣體為研究對(duì)象，當(dāng)開