密闭气体压强的计算(选修3-3)(fjw)ppt课件

1、专题：密闭气体压强的计算,晋城二中 樊建伟,液体（固体）、大气压、气体压强产生机理的区别,液体压强的产生机理,液体压强产生原因：受重力、且有流动性。影响因素：1.由于液体具有流动性，它所产生的压强具有如下几个特点：(1)液体除了对容器底部产生压强外，还对“限制”它流动的侧壁产生压强。固体则只对其支承面产生压强，方向总是与支承面垂直。(2)在液体内部向各个方向都有压强，在同一深度向各个方向的压强都相等。同种液体，深度越深，压强越大。(3)计算液体压强的公式是p=gh。可见，液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度)和深度h，而和液体的质量、体积没有直接的关系。(4)密闭容器内的液体能把它受到的压

2、强按原来的大小向各个方向传递。与重力无关,大气压的产生机理,地球周围包着一层厚厚的空气，它主要是由氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气和氦、氖、氩等气体混合组成的，通常把这层空气的整体称之为大气它上疏下密地分布在地球的周围，总厚度达1000千米，所有浸在大气里的物体都要受到大气作用于它的压强，就像浸在水中的物体都要受到水的压强一样大气压产生的原因是：空气受重力的作用，空气又有流动性，因此向各个方向都有压强讲得细致一些，由于地球对空气的吸引作用，空气压在地面上，就要靠地面或地面上的其他物体来支持它，这些支持着大气的物体和地面，就要受到大气压力的作用单位面积上受到的大气压力，就是大气压强,气体压强的产生机

3、理,气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的。被密封在某种容器中的气体，其压强是大量的做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的 压强是物体单位面积所受的压力，压强可分为固体的压强、液体内部的压强、气体的压强，气压指的气体产生的压强。大气压强简称大气压，是指大气由于重力而产生的压强,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

4、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）连通器原理：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 pAp0ph,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

5、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 (pAph0)S(p0phph0)S.即pAp0ph,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,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,练习,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,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

6、， h1=10cm，h2=15cm。求封闭气体A、B的压强PA=? 、 PB =,Pa,Pa,cmHg柱,cmHg柱,例题,1atm = 76cmHg =1.0105 Pa,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,76cmHg,51cmHg,63.5cmHg,51cmHg,101cmHg,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 +P0Scos,PS = mg+

7、P0S,以活塞为研究对象,以气缸为研究对象,mg+PS = P0S,Mg+PS = P0S,例2、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，大气压强为P0，则下列说法正确的是(,A、内外空气对缸套的总作用力方向向上，大小为Mg B、内外空气对缸套的总作用力方向向下，大小为mg C、气缸内空气压强为P0-Mg/S D、气缸内空气压强为P0+mg/S,AC,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）

8、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,图中水银柱的长度为L，斜面光滑,例2、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,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,整体,部分,缸体,活塞,液柱,平衡态 F合=0 （平衡条件,

9、非平衡态 F合=ma（牛顿第二定律,理想气体状态方程 1三个实验定律比较,理想气体状态变化的图象 2一定质量的理想气体的各种图象,注意事项,研究对象:一定质量的气体 适用范围：温度不太低，压强不太大（理想气体） 理想气体： 宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。 微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，不考虑分子势能；分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间,一、液柱类,二、气缸类,三、变质量： 在一绝热密闭容器中安装一电阻为R的电热丝,开始时容器中封闭有理想气体,其压强为p0=1.01

10、05 Pa,当电热丝与电压为U的电源连接t时间后,气体温度由T0=280 K升高到T1=420 K。 (i)求气体增加的内能和此时容器中气体的压强。 (ii)若保持气体温度不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强降低到p0,则此时容器中气体质量是原来气体质量的几分之几,气压泛指气体对某一点施加的流体静力压强，气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的。根据理想气体定律pv=nRT：气体压强的大小与气体的量(n)、气体的温度(T)成正比，与气体的体积(v)成反比 R为通用气体常量。第二，可以用分子运动的观点解释因为气体是由大量的做无规则运动的分子组成，而这些分子必然要对浸在空气

11、中的物体不断地发生碰撞每次碰撞，空气分子都要给予物体表面一个冲击力，大量空气分子持续碰撞的结果就体现为大气对物体表面的压力，从而形成大气压若单位体积中含有的分子数越多，则相同时间内空气分子对物体表面单位面积上碰撞的次数越多，因而产生的压强也就越大,1,液体由于受到重力的作用,所以对浸在内部的物体有压强的作用,其特点是:(1)液体对容器底部和容器侧壁都有压强,液体向各个方向都有压强.(2)液体内部的压强随深度的增加而增大.(3)在同一深度,液体内各个方向的压强都相等.(4)不同液体的压强还跟密度有关系,大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强，简称大气压或气压。 大气压强产生的原因： 1、大气压强是指地球上某个位置的空气产生的压强.地球表面的空气受到重力作用，由此而产生了大气压强 2、气体和液体都具有流动性，它们的压强有相似之处、大气压向各个方向都有，在同一位置各个方向的大气压强相等.但是由于大气的密度不是均匀的， 3、被密封在某种容器中的气体，其压强是大量的做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的 压强是物体单位面积所受的压力，压强可分为固体的压强、液体内部的压强的气体的压强，气压指的气体产生的压强，大气压强简称大气压，是指大气由于重力而产生的压强,从残生原因上说,一个是由于重力产生的,