2.2氣體的等溫變化（第2課時(shí)）課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性

2.2氣體的等溫變化

第二章氣體、固體和液體（第二課時(shí)）②氣體壓強(qiáng)的單位國際單位：帕斯卡（

帕

）Pa厘米汞柱（cmHg)

或毫米汞柱（mmHg)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm)1atm=1.01×105

Pa=76cmHg（760mmHg)①氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因：是由分子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的（一般不考慮重力），故同一段氣柱各點(diǎn)壓強(qiáng)大小相等。壓強(qiáng)知識(shí)復(fù)習(xí)一.封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算③連通器原理：在連通器中，同種液體(中間液體不間斷)的同一水平面上的壓強(qiáng)相等，即等高處等壓。④與氣體接觸的液柱h所產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)p=gh，注意h是液面間的豎直高度，不一定是液柱長度。⑤液面與外界大氣相接觸，則液面下h處的壓強(qiáng)為:

p=p0

+gh壓強(qiáng)知識(shí)復(fù)習(xí)一.封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算1.液片平衡法(參考液片法)：選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程消去面積S，得到液片兩側(cè)的壓強(qiáng)平衡方程，進(jìn)而求得氣體壓強(qiáng)。

例如，圖中粗細(xì)均勻的U形管中封閉了一定質(zhì)量的氣體A，在其最低處取一液片B，由其兩側(cè)受力平衡可知：

(pA＋ph0)S＝(p0＋ph＋ph0)S即pA＝p0＋ph★一般在D處取一液片，則有pA＝pD＝p0＋ph，

若裝的是水銀，則pA＝pD＝p0＋h氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法（一）——參考液片法1.下列各圖裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)大氣壓強(qiáng)為P0，用水銀封閉一定量的氣體在玻璃管中，求封閉氣體的壓強(qiáng)PP=ρghP=?cmHg（柱）P—帕h—米P=P0+ρghP=P0-ρghh②當(dāng)壓強(qiáng)單位取帕斯卡（帕）時(shí)當(dāng)壓強(qiáng)單位取cmHg時(shí)P=P0＋Ph=P0+hP

=P0-Ph

=P0-hh③P=P0h①h④h⑤h⑥P=P0+ρghP=P0-ρghP=P0-ρgh當(dāng)壓強(qiáng)單位取帕斯卡（帕）時(shí)當(dāng)壓強(qiáng)單位取cmHg時(shí)P

=P0-Ph

=P0-hP=P0＋Ph=P0+hP

=P0-Ph

=P0-h2.受力平衡法：選與封閉氣體接觸的液柱為研究對象進(jìn)行受力分析，由F合＝0列式求氣體壓強(qiáng)．mgP0SPS

例如，圖中粗細(xì)均勻的U形管中封閉了一定質(zhì)量的氣體A，對高為h的水銀柱受力分析：

則：PS=

P0S+mgP=

P0+gh=P0+h氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法（二）——受力平衡法P=

P0+hsin300PS=

P0S+mgsin300SmmS注意：氣體對面的壓力與面垂直:F=PSGP0SPSPS=

P0S+mgGPSP0S′NS′PS=mg+P0S＇cosθPS=mg+P0S氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法（二）——受力平衡法PP2.受力平衡法：MmSMmS以活塞為研究對象以氣缸為研究對象mg+PS=

P0SMg+PS=

P0S氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法（二）——受力平衡法PP2.受力平衡法：氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法（三）——運(yùn)用牛頓定律計(jì)算加速封閉氣體的壓強(qiáng)不計(jì)一切摩擦已知大氣壓P0，水銀柱長為h

當(dāng)封閉氣體的所在的系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡狀態(tài)時(shí)，欲求封閉氣體壓強(qiáng)，首先要選擇恰當(dāng)?shù)膶ο螅ㄈ缗c氣體相關(guān)的液體、活塞等）并對其進(jìn)行正確的受力分析（特別注意分析內(nèi)外的壓力）然后應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解。氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法（三）——運(yùn)用牛頓定律計(jì)算加速封閉氣體的壓強(qiáng)練習(xí)：如圖甲所示，氣缸質(zhì)量為m1，活塞質(zhì)量為m2，不計(jì)缸內(nèi)氣體的質(zhì)量及一切摩擦，當(dāng)用一水平外力F拉活塞時(shí)，活塞和氣缸最終以共同的加速度運(yùn)動(dòng)，求此時(shí)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。(已知大氣壓為p0，活塞橫截面積為S)解：以氣缸整體為研究對象，F(xiàn)=（m1+m2）a以m2為研究對象，如圖乙：F-P0S+PS=m2a解得：P=類型1.液柱封閉的氣體2.固體封閉的氣體（活塞氣缸類）小結(jié)

氣體壓強(qiáng)計(jì)算:思路方法步驟1.定對象2.分析力3.用規(guī)律靜態(tài)∑F外=0動(dòng)態(tài)∑F外=ma練1.如圖所示，豎直靜止放置的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h1為10cm，水銀柱b兩個(gè)液面間的高度差h2為5cm，大氣壓強(qiáng)為75cmHg，求空氣柱A、B的壓強(qiáng)分別是多少.65cmHg

60cmHg練2.如圖所示,豎直向上放置的橫截面積為S的汽缸內(nèi),有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的圓柱形光滑活塞,封閉著兩部分氣體A與B,若外界大氣壓強(qiáng)為p0,試求氣體A的壓強(qiáng)pA?！窘馕觥繉①|(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)活塞和氣柱B看作一個(gè)整體,此時(shí)氣柱B對上、下活塞的壓力成為內(nèi)力,可不必考慮,而氣柱B的重力可以忽略,于是等效于將氣柱B抽去,而將活塞m1、m2視為一個(gè)整體,由該整體受力平衡即可得出:pAS=p0S+(m1+m2)g,解得答案:二、玻意耳定律的應(yīng)用(1)確定研究對象，并判斷是否滿足玻意耳定律的條件.(2)確定初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1、V1；p2、V2).(3)根據(jù)玻意耳定律列方程求解.(注意統(tǒng)一單位)(4)注意分析隱含條件，作出必要的判斷和說明.特別提醒:確定氣體壓強(qiáng)或體積時(shí)，只要初、末狀態(tài)的單位統(tǒng)一即可，沒有必要都轉(zhuǎn)換成國際單位制.應(yīng)用玻意耳定律解題的一般步驟例1.長為100cm、內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管，一端封閉、一端開口，當(dāng)開口豎直向上時(shí)，用20cm水銀柱封住L1＝49cm長的空氣柱，如圖所示．當(dāng)開口豎直向下時(shí)(設(shè)當(dāng)時(shí)大氣壓強(qiáng)為76cmHg，即1×105Pa)，管內(nèi)被封閉的空氣柱長為多少？例2.現(xiàn)有一質(zhì)量為M的汽缸，用質(zhì)量為m的活塞封有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)汽缸水平橫放時(shí)，空氣柱長為L0(如圖1所示)。已知大氣壓強(qiáng)為p0，活塞的橫截面積為S，它與汽缸之間無摩擦且不漏氣，氣體溫度保持不變。則汽缸按如圖2懸掛保持靜止時(shí)，求氣柱長度。1.如圖所示，把玻璃管口向下插入水銀槽中，管內(nèi)水銀面低于管外水銀槽中的水銀面。將玻璃管稍向上提起一些時(shí)，玻璃管中的氣體壓強(qiáng)將減小，則（

）A.玻璃管內(nèi)氣體的長度增加

B.玻璃管內(nèi)氣體的長度減小C.玻璃管內(nèi)外水銀面高度差減小D.玻璃管內(nèi)外水銀面高度差增大AC課堂檢測

3.如圖所示，活塞質(zhì)量為m，缸套質(zhì)量為M，通過彈簧吊在天花板上，氣缸內(nèi)封住了一定質(zhì)量的空氣，而活塞與缸套間無摩擦,活塞面積為S，大氣壓強(qiáng)為P0，則下列說法正確的是()A、內(nèi)外空氣對缸套的總作用力方向向上，大小為MgB、內(nèi)外空氣對缸套的總作用力方向向下，大小為mgC、氣缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)為P0-Mg/SD、氣缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)為P0+mg/SAC4.將一端封閉的均勻直玻璃管開口向下，豎直插入水銀中，當(dāng)管頂距槽中水銀面8cm時(shí)，管內(nèi)水銀面比管外水銀面低2cm。要使管內(nèi)水銀面比管外水銀面高2cm，應(yīng)將玻璃管豎直向上提起多少厘米？已知大氣壓強(qiáng)p0支持76cmHg，設(shè)溫度不變。5.如圖所示，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開口處開關(guān)K關(guān)閉；A側(cè)空氣柱的長