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玻意耳定律 如图1所示 试求甲 乙 丙中各封闭气体的压强p1 p2 p3 p4 已知大气压为p0 液体的密度为 其他已知条件标于图上 且均处于静止状态 如图所示 圆柱形气缸开口向上静止在地面上 一质量为m的活塞将气体封闭在气缸内 已知活塞的横截面积为s 外界的大气压为p0 求 被气缸封闭气体的压强pa 解 以活塞m为研究对象 其受力平衡 受力如图所示 依平衡条件有mg p0s pas pa p0 mg s pas 1 温度 2 体积 3 压强 热力学温度t 开尔文t t 273k 体积v单位 有l ml等 压强p单位 pa 帕斯卡 标准大气压 符号是atm 毫米汞柱 符号是mmhg 气体的状态参量 引言 今天 我们便来研究气体的三个状态参量t v p之间的关系 首先 我们来研究 当温度 t 保持不变时 体积 v 和压强 p 之间的关系 方法研究 在物理学中 当需要研究三个物理量之间的关系时 往往采用 保持一个量不变 研究其它两个量之间的关系 然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系 控制变量的方法 8 1气体的等温变化 1 等温变化 一定量的气体 在温度不变时其压强与体积的变化关系 叫做等温变化 2 实验研究 2 进行实验 实验数据的处理 v 1 2 3 0 1 2 3 4 图线的形状为双曲线 它描述的是温度不变时p v关系 因此称它为等温线 一定质量的气体 不同温度下的等温线是不同的 如图所示 1 v 1 2 3 0 0 2 0 4 0 6 0 8 在温度不变时 压强p和体积v成反比 实验结论 一定质量的某种气体 在温度保持不变的情况下 压强p与体积v成反比 或压强p与体积v的乘积保持不变 即 pv 常量常量并不是一个定值 它随气体温度的升高而增大 玻意耳定律 应用玻意耳定律解题的一般步骤 1 首先确定研究对象 并判断是否满足玻意耳定律的条件 2 然后确定始末状态及状态参量 3 最后根据玻意耳定律列方程求解 注意统一单位 4 注意分析隐含的已知条件 必要时还应由力学或几何知识列出辅助方程 习题1如图1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2所示 依平衡条件 pas p0s mg 其中mg shg 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 习题2 有粗细均匀的玻璃管长82cm 内有齐口2cm长水银柱封闭一定质量的气体 外界大气压76cm 环境温度不变 从外界缓慢加入水银 问能否加进 若能则能加进多少 习题4以横截面积为s圆柱形容器 竖直放置 圆板a上表面是水平的 下表面是倾斜的 且下表面与水平面的夹角为 圆板的质量为m 不计一切摩擦 大气压为p0 则被圆板封闭在容器中的气体的压强为多少 解 以圆
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