高一物理-氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系市公開課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

第六章分子和氣體定律B氣體壓強(qiáng)與體積關(guān)系第1頁氣體與液體性質(zhì)比較：1、相同之處:沒有一定形狀,都含有流動(dòng)性;2、不一樣之處:液體在不一樣容器中即使有不一樣形狀,不過體積相同;氣體在不一樣容器中,既沒有一定形狀,又沒有一定體積,且氣體體積等于容器容積.液體不能夠壓縮，氣體能夠壓縮．物體狀態(tài)分為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。第2頁1.氣體狀態(tài)參量1.氣體體積V氣體體積等于容器容積.2.氣體溫度：攝氏溫度t；國際單位（熱力學(xué)溫標(biāo)）T，容器內(nèi)各處溫度相同．３.氣體壓強(qiáng)Ｐ產(chǎn)生：容器內(nèi)氣體分子對(duì)器壁碰撞．當(dāng)某一參量發(fā)生改變時(shí)，就說氣體狀態(tài)發(fā)生了改變。第3頁分子數(shù)密度n1質(zhì)量M分子數(shù)密度n2質(zhì)量M壓縮到體積較小容器中相同質(zhì)量氣體被壓縮到體積較小容器中,氣體密度變大,即單位體積內(nèi)分子數(shù)變多.氣體體積等于容器容積.（1）氣體體積V國際單位：m3慣用單位：L(升);ml(毫升)1m3=1000L1L=1000mL分子數(shù)密度第4頁（2）氣體溫度T熱力學(xué)溫標(biāo)用T表示，國際單位：K(開爾文，簡稱開)攝氏溫標(biāo)用t表示，單位：0C(攝氏度，簡稱度)第5頁（3）氣體壓強(qiáng)P氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生：模擬氣體壓強(qiáng)下落雨點(diǎn)氣體壓強(qiáng)是因?yàn)榉肿优鲎伯a(chǎn)生，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6頁一、壓強(qiáng)單位:大氣壓;76cm高水銀柱產(chǎn)生壓強(qiáng)等于一個(gè)大氣壓P0厘米汞柱高cmHg.則:國際單位Pa;第7頁液體液體壓強(qiáng)是因?yàn)橹亓Ξa(chǎn)生，所以液體下面壓強(qiáng)大于上面壓強(qiáng)．液體壓強(qiáng)公式：液體內(nèi)同一高度處壓強(qiáng)相等多高水柱相當(dāng)于一個(gè)大氣壓？第8頁二.氣體壓強(qiáng)測(cè)量氣體壓強(qiáng)等于器壁上單位面積上受到壓力氣體壓強(qiáng)單位；Ｐa(帕斯卡，簡稱帕)１．水銀氣壓計(jì)測(cè)量氣體壓強(qiáng)P1P0P2P0hP3P0h第9頁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)量盛放在貯氣筒里壓縮空氣和盛放在鋼瓶里氧氣或氫氣壓強(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。圖中所表示是用指針式壓強(qiáng)計(jì)來測(cè)量自行車輪胎內(nèi)氣壓.第10頁P(yáng)0P2hP0P1h水銀封閉著管中氣體壓強(qiáng)測(cè)量原理液體產(chǎn)生壓強(qiáng)是重力原因；壓強(qiáng)計(jì)算是依據(jù)力平衡分析；連通著管子內(nèi)氣體壓強(qiáng)處處相同；由：由：P0smgp1sP2sp0smg第11頁被液體封閉氣體內(nèi)壓強(qiáng)分析方法找出某一壓強(qiáng)相等參考面，能夠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12頁P(yáng)1P0hH左邊：右邊：左右兩邊壓強(qiáng)相等：即連通著液體等高處壓強(qiáng)相等。1.彎管內(nèi)氣體壓強(qiáng)計(jì)算氣體壓強(qiáng)計(jì)算第13頁P(yáng)0h1P1P3P2h4h3h2P0Ph3h5h1h2h4P2第14頁θhLP0P水銀柱封閉氣體壓強(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15頁已知外界大氣壓為76cmHg高,水銀柱h1=20cm,h2=30cm,求A處壓強(qiáng)P.解:A處壓強(qiáng)為能夠直接由:Ah1P0h2第16頁2.被活塞封閉著壓強(qiáng)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17頁θP0smgP3S/cosθ第18頁計(jì)算：多高水柱產(chǎn)生壓強(qiáng)相當(dāng)于一個(gè)大氣壓？一個(gè)大氣壓H高水柱產(chǎn)生壓強(qiáng)即10m高水柱產(chǎn)生壓強(qiáng)相當(dāng)于一個(gè)大氣壓第19頁76cmP0P=0托里拆利試驗(yàn)上部為真空，水銀柱高度總等于外界大氣壓76cm假如上部鉆一小孔，則水銀全部流出。第20頁復(fù)習(xí)回顧：描述氣體狀態(tài)參量有哪些?溫度概念和單位。壓強(qiáng)微觀解釋。壓強(qiáng)單位和常見計(jì)算。第二節(jié)第21頁對(duì)于一定量氣體,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22頁氣體的壓強(qiáng)跟體積的關(guān)系第23頁用DIS試驗(yàn)研究氣體壓強(qiáng)與體積關(guān)系條件：一定質(zhì)量氣體；溫度不變。第24頁第25頁第26頁第27頁123456PVPV次數(shù)試驗(yàn)值項(xiàng)目151.53.322.531.741.2551T······PVO1234512345123456PVPV555555屢次測(cè)量,說明一定量氣體體積與壓強(qiáng)改變關(guān)系.第28頁（1）玻意耳定律一定質(zhì)量氣體當(dāng)溫度不變時(shí),它壓強(qiáng)與體積成反比.即壓強(qiáng)與體積乘積等于常數(shù).(常數(shù))常數(shù)C與溫度和氣體質(zhì)量相關(guān).溫度越高,質(zhì)量越大,則常數(shù)C就越大.等溫改變P-V圖線是一條雙曲線.第29頁應(yīng)用玻意耳定律要注意:氣體質(zhì)量要保持不變;氣體溫度要保持不變;要確定氣體改變前、后壓強(qiáng)和體積;壓強(qiáng)和體積分別用同一單位(不一定用國際單位).第30頁（2）氣體等溫線T······PVO1234512345

因?yàn)镻V積相等，所以氣體在做等溫改變時(shí)PV圖任意一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)面積相等。

所以P-V圖中兩個(gè)狀態(tài)點(diǎn)溫度比就是面積比。第31頁P(yáng)VO1234512345···ABC

分析圖中A、B、C三個(gè)狀態(tài)溫度關(guān)系.因?yàn)镻-V圖中面積大小反應(yīng)溫度高低.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32頁P(yáng)VO1234512345···ABC

在P-V圖中兩條不一樣等溫線,靠近坐標(biāo)原點(diǎn)表示溫度低.所以：TA<TB<TC第33頁0.20.40.60.81PVO12345123451/V

因?yàn)镻V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)直線.第34頁P(yáng)VOPTOVTO不一樣坐標(biāo)下等溫線等溫壓縮線P1/VO不一樣溫度下做等溫改變,判斷兩個(gè)圖線溫度高低。BA第35頁玻意爾定律微觀解釋一定質(zhì)量氣體，當(dāng)體積變小時(shí)，單位體積分子數(shù)變多，造成單位面積上受到作用力變大，壓強(qiáng)變會(huì)變大。玻意爾定律微觀解釋演示第36頁怎樣確保氣體改變是等溫改變普通情況下氣體被壓縮溫度則升高;氣體膨脹溫度則降低;要取得等溫改變過程,氣體在壓縮或膨脹時(shí)過程要遲緩,即讓氣體與外界有充分熱交換.第37頁開始?xì)馀菰谒猩仙^程中體積變大第38頁

例題:水下30米深處有一個(gè)20ml氣泡，當(dāng)升到水面上時(shí)氣泡體積變?yōu)槎嗌?？已知P0=1×105Pa.解答：被封閉氣體質(zhì)量不變，做等溫改變。初狀態(tài)：末狀態(tài)：由玻意爾定律得：解得氣泡體積：第39頁LH氣體動(dòng)態(tài)改變分析玻璃管上部封閉氣體,將玻璃管向上提升一點(diǎn),氣柱長度怎樣改變?液柱長度怎樣改變?1.假設(shè)氣柱長度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)氣柱長度應(yīng)變大,即L變大.2.假設(shè)液柱長度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.假如外界大氣壓變大LH怎樣改變？管子上提，L和h都變大，下壓則都變小L變小，H變大。第40頁

例題:如圖所表示,外界大氣壓為P0，豎直放置上端開口玻璃管,用長為H水銀柱,封閉著一段長為L空氣柱,當(dāng)遲緩地把管子開口向下放置時(shí),氣柱長度變?yōu)槎嗌?解答：被封閉氣體質(zhì)量不變，做等溫改變。初狀態(tài)：末狀態(tài)：由玻意爾定律得：解得氣柱長度：第41頁若上圖中將管子慢慢地由豎直位置變?yōu)樗椒胖?，那么氣柱長度變?yōu)槎嗌?解答：被封閉氣體質(zhì)量不變，做等溫改變。初狀態(tài)：末狀態(tài)：由玻意爾定律得：解得氣柱長度：第42頁例題:如圖所表示,外界大氣壓為P0，氣缸截面積為S，能夠移動(dòng)活塞封閉著一定質(zhì)量氣體，氣柱長為L，用多大力推活塞，能夠把氣柱長度變?yōu)長/2？解答：被封閉氣體質(zhì)量不變，做等溫改變。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，使氣柱長度高為1.2L時(shí),拉力多少?第43頁復(fù)習(xí)回顧：玻意爾定律內(nèi)容是什么?該定律條件是什么?在一定質(zhì)量氣體做等溫改變時(shí)，P-V圖象是什么樣有圖線?怎樣確保氣體做等溫改變?第三節(jié)第44頁當(dāng)氣體體積改變時(shí)，密度也發(fā)生改變.由:玻意爾定律討論：第45頁例題:如圖所表示,管中被封閉氣柱長為L=30cm,兩管子中水銀柱高度差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：所加水銀高度：h’=h+2xh’xP0hL1xL2第46頁

例題:一個(gè)體積為V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)，它體積將變?yōu)樵瓉矶嗌俦叮?設(shè)水底和水面溫度相同，大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105pa,水密度ρ=1

×103kg/m3)氣體做等溫改變兩狀態(tài)下氣體密度比：初狀態(tài)：末狀態(tài)：由玻意爾定律：得：3m第47頁例題：長為90cm下端開口玻璃管向插入水銀槽中,當(dāng)插入槽中深度為30cm時(shí),進(jìn)入管中水銀柱多高?已知大氣壓為76cmgH.設(shè)進(jìn)入管中水銀柱深度為X,初狀態(tài)：末狀態(tài)：由玻意爾定律：得：求得：第48頁P(yáng)VOPVOPTOPTOVTOVTOVTO等壓膨脹圖線等容升溫圖線等溫壓縮圖線PVOPTO同一改變過程在不一樣圖中表示第49頁P(yáng)VO1234512345一定質(zhì)量氣體由狀態(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同一圖中表示不一樣改變過程第50頁初狀態(tài)：末狀態(tài)：由玻意爾定律：得：水銀高度：例題：長為1m兩端開口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?已知大氣壓為76cmgH.第51頁

例題：如圖所表示，長為100cm內(nèi)徑均勻細(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長空氣柱，當(dāng)開口豎直向下時(shí)，管內(nèi)被封閉空氣柱長為多少？(大氣壓為76cmHg)h2h1依據(jù)PV=C，96×49S=56×LS，可得開口向下時(shí)氣體長度L=84cm，不過此時(shí)空氣柱長度與水銀柱長度之和，84+20=104cm＞100cm，大于玻璃管總長100cm。水銀將流出一部分，這么整個(gè)物理圖景發(fā)生改變，還要依據(jù)流出部分水銀圖景重新分析計(jì)算。解答：以封閉氣體為研究對(duì)象，當(dāng)開口向上時(shí)，P1=96cmHg,V1=49S。當(dāng)開口向下時(shí)，P2=56cmHg，可求V2。第52頁如圖所表示，設(shè)水銀流出一部分后空氣柱長度為L，則當(dāng)在管內(nèi)水銀柱長100－L。那么P2+(100－L)=P0，P2=(L－24)cmHg，V2=LS。依據(jù)玻意爾定律，96×49S=(L－24)LS，解得L=81.5cm

h2h1L100-L注意：對(duì)于開口向上，液柱封閉氣體玻璃管，當(dāng)開口水平或開口向下時(shí)，需分析因?yàn)闅怏w壓強(qiáng)減小，封閉氣體體積增大時(shí)，是否有水銀流出問題。假如部分水銀流出，則應(yīng)依據(jù)新物理圖景重新計(jì)算。第53頁知識(shí)關(guān)鍵點(diǎn)復(fù)習(xí)：