2.2.2氣體的等溫變化（封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)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(cè)2.2-2

氣體的等溫變化——封閉氣體壓強(qiáng)計(jì)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(qiáng)的公式，知道連通器原理。2.針對(duì)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(jì)算密閉氣體的壓強(qiáng)。3.能用玻意耳定律解決實(shí)際問題。學(xué)習(xí)目標(biāo)2.單位

3.特點(diǎn)：●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(duì)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(qiáng)向各個(gè)方向的大小都相等，不隨深度變化。一、氣體的壓強(qiáng)1.連通器原理：2.由液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)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(qiáng)的計(jì)算在連通器中同一液體的同一水平液面上的壓強(qiáng)是相等的。

(中間液體不間斷)P液=ρ液gh例1

設(shè)大氣壓強(qiáng)為P0，水銀柱長(zhǎng)度為h，水銀的密度為ρ，計(jì)算下列水銀柱封閉氣體的壓強(qiáng)。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(duì)于液柱封閉氣體，取液柱最低液面為對(duì)象，依據(jù)該液面兩側(cè)壓強(qiáng)相等求解，簡(jiǎn)稱最低液面法。思考：還可以怎樣處理？針對(duì)練設(shè)大氣壓強(qiáng)為P0，水銀柱兩液面高度差為h，計(jì)算下列水銀柱封閉氣體的壓強(qiáng)。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(qiáng)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(qiáng)。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(duì)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(shí)，求密封的氣體壓強(qiáng)。F靈活隔離小結(jié)：氣體壓強(qiáng)計(jì)算方法思路：●液柱或活塞處于平衡狀態(tài)時(shí)，取液柱或活塞為對(duì)象，利用平衡條件求解；●容器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(zhǎng)為h1=10cm，水銀柱b兩個(gè)液面間的高度差為h2=5cm，大氣壓強(qiáng)為p0=75cmHg，求空氣柱A、B產(chǎn)生的壓強(qiáng)。達(dá)標(biāo)測(cè)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(qiáng)p0=76cmHg，求氣體A的壓強(qiáng)。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(dòng)，汽缸側(cè)壁有一個(gè)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(jì))。已知活塞質(zhì)量m＝6.8kg，大氣壓強(qiáng)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(shí)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(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)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(qiáng)

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