气体压强和体积关系课件.ppt

气体压强和体积的关系 一定质量理想气体的状态参量之间有什么关系呢 用什么方法来研究这三个量之间的关系 硝化棉实验 密闭气体的体积V减小 压强p增大 温度T升高 控制变量法 控制一个物理量不变 研究剩下两个物理量之间的关系 B 气体压强和体积关系 1 等温变化气体在温度不变的情况下发生的状态变化 叫做等温变化 2 实验研究 2 DIS实验探究 1 实验目的 研究一定质量气体在温度保持不变时 它的压强与体积的关系 2 实验器材 DIS 压强传感器 注射器 针筒 注意 1 气体质量要一定 2 温度要保持不变 针筒要密封 推拉活塞要缓慢 手不能握住针筒 分析实验目的 该实验应注意什么 V 1 2 3 4 3 数据测量及分析 4 结论 一定质量的气体在温度不变时 压强p和体积V成反比 3 玻意耳定律 一定质量的某种气体 在温度保持不变时 它的压强跟体积成反比 或者说 压强跟体积的乘积保持不变 p1V1 p2V2 m一定 m V 玻意耳定律的另一表达式 p1 1 p2 2 几点说明 一定质量的某种气体 在温度保持不变时 它的压强跟体积成反比 或者说 压强跟体积的乘积保持不变 研究对象 一定质量的气体 适用条件 温度保持不变 遵循规律 压强和体积成反比 等温线 V P O A B 状态 状态 A B表示过程 PA VA PB VB T 小结 玻意耳定律内容 一定质量的气体 当温度不变时 气体的压强跟它的体积成反比 数学表示式 p1V1 p2V2 恒量上式中的恒量跟气体的质量 种类 温度有关 图线 等温线 T P V O A B P 1 V O D A B 一根长为L 50cm 一端封闭的粗细均匀的细玻璃管 用一段h 20cm的水银柱将一部分空气封闭在细玻璃管里 当玻璃管水平放置时 管内空气柱长l1 10cm 求当玻璃管开口向上竖直放置时 管内空气柱的长度 大气压强为P0 76cmHg 全过程中气体温度不变 例题1 P0 P1 50cm 10cm 20cm 如图所示 水银柱水平放置时 设玻璃管的横截面积为S 内外气体压强相等P1 P0 76cmHg 气体体积V1 10S 例题分析 P0 P2 50cm 20cm L 玻璃管开口向上竖直放置时如图所示 设气柱长度为l2cm 则气体体积V2 l2S 气体压强P2 P0 PH 96cmHg PH 2020 1 29 15 可编辑 2020 1 29 16 可编辑 一根长为L 50cm 一端封闭的粗细均匀的细玻璃管 用一段h 20cm的水银柱将一部分空气封闭在细玻璃管里 当玻璃管水平放置时 管内空气柱长l1 10cm 求当玻璃管开口向上竖直放置时 管内空气柱的长度 大气压强为P0 76cmHg 全过程中气体温度不变 解 对管内封闭的空气柱分析初状态V1 10SP1 P0 76cmHg末状态V2 l2SP2 P0 PH 96cmHg在此过程中气体温度不变 根据玻意耳定律得 P1V1 P2V2P110S P2l2Sl2 760 96 7 9cm 解题方法 1 选择研究对象2 分析气体的始末状态3 判断研究对象是否满足玻意耳定律适用条件4 代入数据计算 P1V1 P2V2 因为气体温度不变 根据玻意耳定律得 解 初 P1 V1 末 P2 V2 注意 各物理量单位只需等式左右两边一致即可 不一定转换成国际单位 一课一练 P82 6 P83 11 P84 14 P88 15 例题2 如图所示 T1 T2是封闭在同一容器里的气体在不同的温度下作等温变化时的等温线 判断哪一根等温线温度高 一课一练 P85 1 练习册 P70 5 p相等时 温度升高 体积增大 T1 T2 例题3 一根长1m的一端封闭 粗细均匀的细玻璃管 开口向下竖直插入水银槽中 已知管内被封闭的空气柱长18cm 管内水银面比槽内水银面高40cm 外界大气压为76cmHg 问 1 若将玻璃管缓慢向上提升 密闭气体的状态参量将如何变化 管内外汞面高度差将怎样变化 假设法 假设p不变 水银柱液面高度不变 或气体V不变 密闭气体的T不变 体积V增大 压强p减小 管内外汞面高度差h增大 红面书 P83 9 10 13 2 若要使管内空气柱长度变为原来的两倍 需将玻璃管缓慢提升多少 p2 76 40 18 H 36 54 H 初 V1 18SP1 76 40 36cmHg末 V2 36Sp2 54 H由玻意耳定律得P1V1 P2V236 18 54 H 36H 36cm 例题4 一课一练 P85 5农村中常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图所示 A的总容积为7 5L 装入药液后 药液上方体积为1 5L 关闭阀门K 用打气筒B每次打进1atm的空气250cm3 温度保持不变 外界大气压为1atm 问 1 要使药液上方气体的压强为4atm 打气筒活塞应打几次 2 当A中有4atm的空气后 打开K可喷射药液 直到不能喷射时 喷雾器剩余多少体积的药液 思路分析 向喷雾器容器A中打气 是一个等温压缩过程 按实际情况 在A中装入药液后 药液上方不可能是真空 而已有1atm的空气1 5L 把这部分空气和历次打入的空气一起作为研究对象 变质量问题便转化成了定质量问题 向A中打入空气后 打开阀门K喷射药液 A中空气便经历了一个等温膨胀过程 根据两过程中气体的初 末状态量 运用玻意尔定律 便可顺利求解本题 B K A 1 以A中原有空气和n次打入A中的全部气体为研究对象 由玻意耳定律 可得p0 V nV0 p1V1 1 5 n250 10 3 4 1 5 n 18 次 p1 V 一课一练 P83 8 P86 7 2 打开阀门K 直到药液不能喷射 忽略喷管中药液产生的压强 则此时A容器内的气体应等于外界大气压 以A容器内的气体作为研究对象 由玻意耳定律 可得p1V p0V V L从而 A容器内剩余药液的体积V剩 V总 V 7 5 6 1 5L 例题5 一根粗细均匀 两端封闭的玻璃管水平放置 一段长57cm的水银柱将玻璃管中的空气柱分成两段 长度均为30cm 压强均为76cmHg 现将玻璃管缓慢竖立起来 则上下两段空气柱的长度分别为多少 分析 玻意耳定律只针对一部分气体而言 现在有两部分气体 因此要分别对待 A 初 p 76cmHg V 30S末 pA VA LASpV pAVApA 2280 LA B 初 p 76cmHg V 30S末 pB VB LBSpV pBVBpB 2280 LB LA 40cmLB 20cm 一课一练 P87 12 例 自行车打气自行车内胎中原有压强为105Pa的空气800cm3 现用打气筒给它打气 一次可打入同压强的空气400cm3 如果车胎与地面接触时自行车内胎容积为1600cm3 胎内外气温相等且不变 在负重800N的情况下 车胎与地面接触面积为20cm2 应打气儿下 初状态 p1 105PaV1 800 n400cm3末状态 p2 F S 800 20 10 4 4 105PaV2 1600cm3 根据p1V1 p2V2代入数据得 n 14 补充例题 例 如图为测定肺活量的装置示意图 肺活量大小是一次呼出的空气在大气中的体积 A为倒扣在水中的开口圆筒 测量前排尽其中的空气 测量时被测者尽力吸足空气 再通过B将空气呼出 呼出的空气通过导管进入A内 使A浮起 已知圆筒A的质量为m 横截面积为S 大气压强为P0 水的密度为 筒底浮出筒外水面的高度为h 则被测者的肺活量为多少 筒内空气 状态1 p1 p0V1 状态2 p2 p0 mg S p0 gh V2 h h S 根据p1V1 p2V2p0V1 p0 mg S h m S 例 潜水艇排水潜水艇的贮气筒与水箱相连 当贮气筒中的空气压入水箱后 水箱便排出水 使潜水艇浮起 某潜水艇贮气筒的容积是2m3 贮有压缩空气 一次 简内一部分空气压入水箱后 排出水的体积是10m3 此时简内剩余空气的压强是95个大气压 设潜水艇位于水面下200m 在排水过程中温度不变 求贮气筒内原来压缩空气的压强 g取10m s2 大气压强 105Pa 贮气筒内原来压