封闭气体压强专题

1、类型,1.平衡态下液体密封气体的压强:连通器原理,2.平衡态下气缸活塞密封气体的压强：受力分析,3.非平衡态下密闭气体的压强：牛顿第二定律,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,受力平衡 或 压强平衡,非平衡态 f合=ma（牛顿第二定律）,一、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强的计算,注意：气体对面的压力与接触面垂直,s,ps =mg +p0scos,ps = mg+p0s,(3),以活塞为研究对象,以气缸为研究对象,mg+ps = p0s,mg+ps = p0s,练习1：计算图中各种情况下，被封闭气体的压强。（标准大气压强p0=7

2、6cmhg，图中液体为水银）,76cmhg 51cmhg 63.6cmhg 51cmhg 101cmhg,练习2：计算图中各种情况下，被水银封闭气体的压强。（标准大气压强p0=76cmhg）,15cm,9cm,11cm,12cm,15cm,15cm,18cm,61cmhg 84cmhg 70cmhg 87cmhg 99cmhg 91cmhg 73cmhg,p=86cmhg _,p=66cmhg _,(p242)例1(2017年临沂质检)汽缸截面积为s，质量为m的梯形活塞上面是水平的，下面与右侧竖直方向的夹角为，如图所示，当活塞上放质量为m的重物时处于静止设外部大气压为p0，若活塞与缸壁之间无摩

3、擦求汽缸中气体的压强,(p243)例3(2016年新课标卷)一u形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p075.0 cmhg.环境温度不变,（p242）练1如图所示，光滑水平面上放有一质量为m的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为s.现用水平恒力f向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此时缸内封闭气体的压强p.(已知外界大气压

4、为p0),二、非平衡态下气体压强的计算,(1)现对密闭气体加热，当温度升到t2400 k其压强p2多大？ (2)若在此时拔去销子k，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，汽缸内气体的温度降为t3360 k，则这时活塞离缸底的距离l3为多少？ (3)保持气体温度为360 k不变，让汽缸和活塞 一起在竖直方向做匀变速直线运动，为使活 塞能停留在离缸底l416 cm处，则求汽缸和 活塞应做匀加速直线运动的加速度a的大小及方向,(p244)2(2017年安阳模拟)如图所示，足够长的圆柱形汽缸竖直放置，其横截面积为s1103 m2，汽缸内有质量m2 kg的活塞，活塞与汽缸壁封闭良好，不计摩擦开始时

5、活塞被销子k销于如图位置，离缸底高度l112 cm，此时汽缸内被封闭气体的压强p11.5105 pa，温度t1300 k，外界大气压p01.0105 pa，g10 m/s2.,【解析】 (1)等容变化t1(p1)t2(p2)，解得p22.0105 pa (2)活塞受力平衡，故封闭气体压强 p3p0s(mg)1.2105 pa 根据理想气体状态方程，有 t2(p2v2)t3(p3v3) 又v2l1s，v3l3s 解得l318 cm (3)等温变化p3v3p4v4，解得p41.35105 pa 应向上做匀加速直线运动 对活塞，由牛顿第二定律p4sp0smgma 解得a7.5 m/s2.,练习3：

6、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？,三、高考链接,2在两端封闭、粗细均匀的u形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当u形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0 cm和l2=12.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmhg。现将u形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求u形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。,1如图，一竖直放

7、置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为h；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为s，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为t0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。,3如图，容积为v的汽缸由导热材料制成，面积为s的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门k。开始时，k关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0， 现将k打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为时，将k关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了，不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。,4如图，容积均为v的汽缸a、b下端有细管容积可忽略连通，阀门k2位于细管的中部，a、b的顶部各有一阀门k1 k3,b中有一可自由滑动的活塞质量、体积均可忽略初始时，三个阀门均打开，活塞在b的底部；关闭k2 k3，通过k1给汽