学沪科版选修33 2.1气体的状态 课件（5）（22张）.ppt

2 1气体的状态 1 气体的状态参量 大家谈气体是物质存在的一种状态 你认为气体有哪些性质 应该如何来描述气体的状态 思考 快速压缩气体的现象 打气筒给自行车轮胎充气 筒内的气体将发生怎样的变化 气体的体积 压强 温度均发生变化 气体的状态参量 体积 压强和温度 1 气体的体积volume 气体无一定的体积 气体分子所能达到的空间范围称为气体的体积 用字母v来表示 体积的国际单位是m3 立方米 深入理解 容器的容积即为气体的体积 常用的单位还有 升 符号是 l 1l 1dm3 1m3 103l 106ml 2 气体的温度temperature 描述物体冷热程度和物理量气体温度是气体平均动能的量度国际单位是k 开尔文 常用温度t单位是 摄氏度 t 273 t 3 气体的压强pressure 容器壁单位面积上所受的压力就是气体的压强p f s国际单位 pa 帕斯卡 大气压强为 相当于76厘米汞柱产生的压强p0 gh 13 6 103 9 8 0 76 1 013 105pa 思考 气体的压强是怎样产生的 压强的微观本质 由于气体内大量分子做无规则运动过程中 对容器壁频繁撞击的结果 气体压强的计算 用液体封闭气体如图所示 一粗细均匀 竖直开口向上的玻璃管子内用长为h 密度为 的液柱封闭了一段空气 若玻璃管横截面积为s 外界大气压强为p0 求管内被封闭气体的压强 p p0 mg s p0 vg sp p0 hsg sp p0 gh 计算图中各情况下 被封闭气体的压强 外界大气压强p0 75厘米汞柱 图中液体为水银 p1 1 01 105pap2 0 67 105pap3 0 83 105pap4 0 67 105pap5 1 17 105pa 公式p p0 gh h表示液面高度差当液柱压缩封闭气体时取 号当液柱有使气体体积增大趋势时取 号 如图所示 在一端封闭的u形管内 三段水银柱将空气柱a b c封在管中 在竖直放置时 ab两气柱的下表面在同一水平面上 另两端的水银柱长度分别是h1和h2 外界大气的压强为p0 则a b c三段气体的压强分别是多少 pa pb p0 gh2 pc pb gh1 p0 g h2 h1 四个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体 如图4 1 4所示 m为重物质量 f是外力 p0为大气压 s为活塞面积 m为活塞质量 则压强各为 p0 p0 m m g s p0 f s mg s p0 f s mg s 公式p p0 f s f为垂直于s的作用力 若不垂直则可进行分解求出其垂直分力当f有压缩封闭气体作用时取 号当f有使封闭气体体积增大趋势时取 号 如图所示 一个横截面积为s的圆柱形容器竖直放置 金属圆板的上表面是水平的 下表面是倾斜的 下表面与水平面的夹角为 圆板质量为m 不计圆板与内壁间的摩擦 若大气压为p0 则被圆板密封的容器内的气体的压强p等于 a p0 mgcos s b p0 cos mg scos c p0 mgcos2 s d p0 mg s 解 以活塞为研究对象 分析活塞的受力情况 如图所示 由于活塞处于静止状态 活塞所受的力在竖直方向的分量和一定为零 则有p0s mg ps cos 0其中s 是金属圆板下表面的面积 显然s s cos 由 1 2 两式解得p p0 mg s因此 正确的选项是d 如图气缸固定 活塞质量为m 1 00千克 面积s 100厘米2 重物质量为m 1 50千克 活塞与气缸壁之间的摩擦不计 活塞不漏气 大气压强为po 1 0 105帕 把整个装置放在升降机的水平地板上 当升降机以a 6 00米 秒2的加速度匀加速上升时 封闭气体的压强为多大 g取10米 秒2 解 以活塞和重物为整体受力分析对象 受力情况如右图所示 m m g为整体重力 pos为大气压力 ps为气缸内气体的压力 根据牛顿第二定律有 ps pos mg mg m m ap po 1 0 105 1 5 1 0 10 6 00 100 10 4 1 04 105帕即封闭气体压强为1 04 105帕 如图所示 两个气缸a和b被活塞各封住一部分气体 活塞面积比sa sb 2 1 气缸a内气体压强pa 10atm 标准大气压 外界为一个标准大气压 则气缸b中气体压强pb 个标准大气压 对活塞整体受力分析根据平衡条件pasa p0sb pbsb p0sa 2 气体的压强与体积的关系 演示实验在一只锥形瓶中放入一个气球 把气球的开口翻在锥形瓶的瓶颈上 然后向气球吹气 将会发生什么现象 为什么 历史回眸 玻意耳首先研究的对象是空气 通过对空气物理性质的研究 特别是真空实验 他认识到真空所产生的吸力乃是空气的压力 他做了一系列实验来考察空气的压力和体积的关系 并推导出空气的压力和它所占体积之间的数学关系 空气的弹性和它的体积成反比 英国科学家罗伯特 玻意耳 怀疑派化学家 誉称 玻意耳把化学确立为科学 探索研究 dis实验 实验装置 玻意耳定律 表述一 一定质量的气体 在温度不变的情况下 它的压强跟体积成反比 表述二 一定质量的气体 在温度不变的情况下 它的压强跟体积的乘积不变 玻意耳定律的数学表达式 适用条件 压强不太大 与大气压相比 温度不太低 与室温相比 气体的等温变化图象 1 等温图象的特点 等温线是双曲线 温度越高 其等温线离原点越远 如图所示 两条曲线分别对应的温度为 t1t1 例题某个容器的容积是10l 所装气体的压强是20 105pa 如果温度保持不变 把容器的开关打开以后 容器里剩下的气体是原来的百分之几 设大气压是1 0 105pa 解设容器原装气体为研究对象 初态p1 20 105pav1 10lt1 t末态p2 1 0 105pav2 lt2 t由玻意耳定律p1v1 p2v2得即剩下的气体为原来的5 应用玻意尔定律解题的一