密闭气体压强的计算23536PPT课件

密闭气体压强的计算 气体压强产生的原因 大量分子无规则运动 频繁与器壁碰撞 宏观上对器壁产生了持续的压力 单位面积所受压力 叫压强 一个空气分子 每秒钟与其它分子碰撞达65亿次之多 容器中各处的压强相等 1 理论依据液体压强的计算公式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 加在密闭静止液体 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 一 平衡态下液体封闭气体压强的计算 1 取等压面法 根据同种液体在同一水平液面处压强相等 在连通器内灵活选取等压面 由两侧压强相等列方程求解压强 例如图中 同一液面C D处压强相等pA p0 ph 2 参考液片法 选取假想的液体薄片 自身重力不计 为研究对象 分析液片两侧受力情况 建立平衡方程消去面积 得到液片两侧压强相等 进而求得气体压强 例如 图中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A 在其最低处取一液片B 由其两侧受力平衡可知 pA ph0 S p0 ph ph0 S 即pA p0 ph 2 计算方法 3 受力平衡法 选与封闭气体接触的液柱为研究对象进行受力分析 由F合 0列式求气体压强 例题1 下列各图装置均处于静止状态 设大气压强为P0 用水银 或活塞 封闭一定量的气体在玻璃管 或气缸 中 求封闭气体的压强P P P0 P P0 gh P P0 gh 连通器原理 同种液体在同一高度压强相等 P P0 gh P P0 gh P P0 gh 帕斯卡定律 加在密闭静止液体 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 例题2 玻璃管与水银封闭两部分气体A和B 设大气压强为P0 76cmHg柱 h1 10cm h2 15cm 求封闭气体A B的压强PA PB Pa Pa cmHg柱 cmHg柱 1atm 76cmHg 1 0 105Pa 变式2 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 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 二 平衡态下活塞 气缸密闭气体压强的计算 气体对面的压力与面垂直 F PS PS P0S mg S PS mg P0S cos PS mg P0S 以活塞为研究对象 以气缸为研究对象 mg PS P0S Mg PS P0S 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 三 非平衡态下密闭气体压强的计算 例1 试计算下述情况下密闭气体的压强 已知大气压P0图9中水银柱的长度为L 图10中活塞与气缸间无摩擦 例题3 如图所示 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 0 5 斜面倾角 37 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 例题4 如图所示 圆形气缸的质量为m1 与地面的动摩擦因数为 活塞质量为m2 缸内封闭一定质量的气体 在水平恒力F的作用下整体一起向前运动 活塞横截面积为S 大气压强为P0 缸内壁摩擦不计 求缸内气体的压强 缸内气体质量忽略不计 例题5 如图所示的试管内由水银封有一定质量的气体 已知水银柱的长度为L1 大气压强为P0 当试管绕开口端的竖直轴以角速度 在水平面内匀速转动时水银柱到管口的距离为L2 又知试管的横截面积为S 水银密度为 求管内气体的压强为多少 类型 1 平衡态下液体密封气体的压强 2 平衡态下气缸活塞密封气体的压强 3 非平衡态下密闭气体的压强 归纳总结 气体压强计算 思路方法步骤 1 定对象 2 分析力 3 用规律