学沪科版选修33 2.1气体的状态 课件（1）（18张）.ppt

2 1气体的状态 几何参量 体积 力学参量 压强 热学参量 热力学温度 一 气体的状态参量 2 描述气体状态的参量 1 体积 1 平衡状态 气体压强 温度不随时间变化的状态 气体分子可达到的空间范围 单位 m3 l 2 温度 单位 常用单位 f 国际单位k 国际温标t和摄氏温标t的换算关系 温度定义的基础 热力学第零定律 可以与同一个系统处于热平衡的两个系统之间也必定处于热平衡 t t 273 15k 一 描述气体状态的状态参量 2 描述气体状态的参量 3 压强 单位 常用atm cmhg等 国际单位pa 定义 液体产生的压强 1atm 1 013 105pa 1atm 76cmhg 换算 槽式气压计 空盒气压计 金属气压计 压强传感器 液体压强计 测量 一 描述气体状态的状态参量 2 描述气体状态的参量 3 压强 指针 控杆 连杆 转轴 弹性钢片 结构原理图 玻璃管 象牙针 皮囊 螺旋 计算 一 描述气体状态的状态参量 2 描述气体状态的参量 3 压强 基本计算方法 对接触气体的活塞 液柱运用运动和力的关系列式求解 l l l l mgsin ps p0s 例1 被静止液柱封闭的气体压强计算 mgsin p0s ps 0 p0s ps 0 p0s mg ps 0 p0s mg ps 0 p0s ps p0s ps ps p0s mg mg p p0 mgsin s p p0 p p0 mg s p p0 mg s 例2 如图所示 圆柱形气缸活塞的横截面积为s 下表面与水平面的夹角为 重量为g 当大气压为p0时 缸内气体的压强为多少 不计气缸壁与活塞间的摩擦 解 活塞受力如右图所示 g p0s 由竖直方向受力平衡得 从中解出 s 例3 如图所示气缸质量为m 置于光滑水平面上 活塞质量为m 缸内封闭气体质量不计 当用水平力f拉活塞时 活塞和气缸保持相对静止一起向右加速运动 已知大气压强为p0 活塞横截面积为s 求此时缸内气体的压强 解 以活塞为研究对象 它水平方向受拉力f 气体向右的压力ps 大气向左的压力p0s 再由整体法有 f m m a f ps p0s ma 由牛顿第二定律得 一 描述气体状态的状态参量 2 描述气体状态的参量 3 压强 常用简便方法 对液柱 对活塞 l l p p0 p p0 gl l p p0 gl p p0 gh 例4 被静止液柱封闭的气体压强计算 计算 对静止液柱 活塞 二 研究气体状态变化的方法 1 建立理想气体模型 实际气体 理想气体 1 f引 f斥 0 2 ep 0 u ek总 4 碰撞时 ek 0 3 分子体积 0 理想气体 二 研究气体状态变化的方法 2 设想平衡过程 准静态过程 过程中的每一步无限接近平衡态 3 采用控制变量法 质量一定 t不变 等温过程 缓慢压缩或膨胀 v不变 等容过程 密闭容器 p不变 等压过程 1 如图所示 a b是两只固定气缸 它们的活塞用硬杆连接 两气缸内装有同种气体 两活塞间为真空 不计摩擦 则平衡时 a pa pbb pa pbc pa pbd 无法确定 a 课堂练习 2 如图所示的密闭容器中 水银将气体分成a b两部分 当水银柱稳定时 则有 a pa pbb pa pbc pa pbd 无法确定 b a b 水银 3 如图所示 a b c三根相同的薄壁试管一端封闭 封闭端有一个小环用细线悬挂在天花板上 开口端插入水银槽中 管内封闭有气体 则三管内的气体压强是多大 若整个装置自由下落 稳定后三管内的气体压强又是多大 解 装置自由下落 稳定后 4 如图所示 在倾角为 的光滑斜面上 一粗细均匀的玻璃管内有一段长l的水银柱封闭了一段空气柱 放手让玻璃管沿斜面下滑 稳定后管内空气压强为多少 大气压强为p0 解 水银柱沿斜面方向受重力的分力mgsin 大气压力p0s 内部气体压力ps三个力的作用 m m gsin m m a 解得 p p0 mgsin p0s ps ma mgsin ps p0s 对整体 由牛顿第二定律有 对水银柱 由牛顿第二定律有 1 若玻璃管不动 即a 0 则有 p 讨论 3 若玻璃管管口向上不动 即a 0 900 则有 2 若玻璃管水平不动 即a 0 0 则有 l l 3 若玻璃管管口向下不动 即a 0 900 则有 p0 mgsin s p p0 p p0 mg s p p0 mg s l 从一般到特殊 是物理研究和学习的一种重要方法 p0 gh p0 gl p0 gl 由mgsin p0s ps ma得 1 两汽缸内的压强在什么条件下能使pa pb 2 两汽缸内的压强在什么条件下能使pa pb 3 两汽缸内的压强在什么条件下能使pa pb 思考题 如图所示 a b两个固定汽缸 缸内气体被活塞封闭着 a缸活塞的面积为sa b缸活塞的面积为sb 且sa sb 两活塞之间用一根轻杆连接 现保持平衡 若大气压强为p0 试讨论 故 当p