气体压强的计算

气体压强的计算 1 计算的主要依据是液体静止力学知识 液面下h深处的压强为p gh 液面与外界大气相接触 则液面下h处的压强为p p0 gh帕斯卡定律 加在密闭静液体 或气体 上的压强能够大小不变地由液体 或气体 向各个方向传递 注意 适用于密闭静止的液体或气体 连通器原理 在连通器中 同一种液体 中间液体不间断 的同一水平面上的压强是相等的 气体压强的计算方法 一 参考液片法 2 计算的方法步骤 选取假想的一个液体薄片 其自重不计 为研究对象分析液体两侧受力情况 建立力的平衡方程 消去横截面积 得到液片两面侧的压强平衡方程解方程 求得气体压强 例 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 气体压强的计算方法 二 平衡条件法 求用固体 如活塞等 封闭在静止容器内的气体压强 应对固体 如活塞等 进行受力分析 然后根据平衡条件求解 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 4 如右图所示 一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置 金属圆板的上表面是水平的 下表面是倾斜的 下表面与水平面夹角为 圆板质量为M 不计圆板与筒壁之间的摩擦 若大气压强为p0 则被圆板封闭在容器中的气体压强p等于 D 气体压强的计算方法 三 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 1 如图所示有一段12cm长的汞柱 在均匀玻璃管中封住一定质量的气体 若开口向上将玻璃管放置在30 的光滑斜面上 在下滑过程中被封住气体的压强为 大气压强p0 760mmHg A 76cmHgB 82cmHgC 88cmHgD 70cmHg 答案 A 14 如右图所示 试管由水银封闭有一定质量的气体 静止时气柱长为L0 大气压强为p0 当试管绕竖直轴OO 以角速度 在水平面内匀速转动时气柱长度为L 其他尺寸如图所示 求转动时气体压强 设水银密度为 解析 选取水银柱为研究对象 转动所需向心力由液柱两侧气体压力差提供 由此可得 p p0 S m 2R 题型三容器有加速度时封闭气体的压强例3 如图所示 汽缸质量为M 活塞质量为m 横截面积为S 缸内封闭气体质量忽略不计 汽缸置于光滑水平面上 当用一水平外力拉活塞时 活塞与汽缸由保持相对静止而向右加速运动 则此时缸内气体的压强为多少 不计活塞与汽缸的摩擦 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 如图4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 类型 1 液体密封气体 2 容器密封气体 3 气