气体压强的计算ppt课件

气体的状态参量 1 一 气体的状态和状态参量 对于气体的某种性质均需用一个物理量来描述 如气体的热学性质可用温度 T 来描述 其力学性质可用压强 p 来描述 几何性质用体积 V 来描述 状态参量 描述气体性质的物理量叫状态参量 2 二 温度 1 温度是描述气体热学特征的物理量在生活中温度表示物体的冷热程度 这是建立在人们主观基础上的粗浅的温度概念 温度越高 物体分子的热运动加剧 分子热运动的平均动能也增加 2 温度的微观含义 温度是分子热运动的平均动能的标志 3 3 温标 温度的数量表示法 1 摄氏温标摄尔萨斯和施勒默尔提出摄氏温度标准状况下冰水混合的温度为0度 水沸腾时的温度为100度 把0到100之间100等份 每一等份为1摄氏 1 2 热力学温标 19世纪英国物理学家开尔文提出一种与测温物质无关的温标 叫热力学温标或绝对温标 用符号T表示 单位是开尔文 简称开 符号K 4 用热力学温度和摄氏温度表示温度的间隔是相同的 即物体升高或降低的温度用开尔文和摄氏度表示在数值上是相同的 3 热力学温度与摄氏温度的数量关系T t 273 15K 粗略地表示T t 273K 5 三 体积 1 体积是描述气体几何特性的物理量 2 气体体积是指气体所充满的容器的容积 用符号V表示 3 体积的单位 在国际单位制中 体积的主单位为立方米 m3 体积的单位还有 升 L 毫升 mL 1L 10 m 1dm 3mL m 1cm 1m3 103dm3 106cm3 6 四 压强 1 压强是描述气体力学特性的宏观参量 2 气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强 用符号P表示 气体分子做无规则热运动 对器壁频繁撞击而产生压力 用打气筒把空气打到自行车的车胎里去 会把车胎胀得很硬 就是因为空气对车胎有压力而造成的 3 气体压强产生的原因 大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的 4 影响气体一压强大小的微观因素 1 和气体分子的平均动能有关 2 和气体分子密集程度有关 7 5 压强的单位 在国际单位制中 压强的单位是帕斯卡 Pa 1Pa 1N m气体压强的单位在实际中还会见到 标准大气压 符号是atm 和 毫米汞柱 符号是mmHg 1atm 1 013 105Pa 1mmHg 133Pa 液体压强的计算P gh 为密度 h为竖直高度 P gh 13 6 103 9 8 0 76Pa 1 013 105Pa 8 气体压强的计算方法 一 平衡条件法 求用液体或固体 如活塞等 封闭在静止容器内的气体压强 应对液柱或固体 如活塞等 进行受力分析 然后根据平衡条件求解 9 例题1 如图所示 直玻璃管竖直静止放置 开口向上 高为h的水银柱把玻璃管下端的气体封闭 外界大气压为P0 水银密度为 求被封闭气体A的压强 解 以水银柱为研究对象 它受到竖直方向的三个力作用 如图所示 依平衡条件 PAS P0S mg 其中mg Shg 所以PA P0 gh 上式中各物理量使用国际单位 压强为帕 如果液柱为水银 压强单位为cmHg或mmHg 则上式可简化为PA P0 h 10 练习 计算图2中各种情况下 被封闭气体的压强 标准大气压强p0 76cmHg 图中液体为水银 11 例 三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体 如图3所示 M为重物质量 F是外力 p0为大气压 S为活塞面积 G为活塞重 则压强各为 12 气体压强的计算方法 二 运用牛顿定律计算气体的压强 当封闭气体的所在的系统处于力学非平衡状态时 欲求封闭气体压强 首先要选择恰当的对象 如与气体相关的液体 活塞等 并对其进行正确的受力分析 特别注意分析内外的压力 然后应用牛顿第二定律列方程求解 13 例 如图5所示 质量为m1内壁光滑的横截面积为S的玻璃管内装有质量为m2的水银 管外壁与斜面的动摩擦因数为斜面倾角 30 当玻璃管与水银共同沿斜面下滑时 求被封闭的气体压强为多少 设大气压强为p0 14 1 活塞质量m 角度 已知 大气压强为P0 求封闭气体的压强 课堂练习 15 2 如图所示 活塞质量为m 缸套质量为M 通过弹簧吊在天花板上 气缸内封住了一定质量的空气 而活塞与缸套间无摩擦 活塞面积为S 则下列说法正确的是 P0为大气压强 A 内外空气对缸套的总作用力方向向上 大小为MgB 内外空气对缸套的总作用力方向向下 大小为mgC 气缸内空气压强为P0 Mg SD 气缸内空气压强为P0 mg S 16 3 如图4所示 在一端封闭的U形管内