密闭气体压强的计算【课资材料】

1、密闭气体压强的计算,1,应用课堂,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,2,应用课堂,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

2、算,3,应用课堂,（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 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,4,应用课堂,例题

3、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,5,应用课堂,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）,6,应用课堂,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,c

4、mHg柱,cmHg柱,1atm = 76cmHg =1.0105 Pa,7,应用课堂,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）,8,应用课堂,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,9,应用课堂,气体对面的压力与面垂直: F=PS,G,P0S,PS,PS = P0S+mg,G,PS,P0S,N,S,PS =mg +P0Scos,PS = mg+P0S,10,应用课堂,以活塞为研究对象,以气缸为研究对象,mg+PS = P0S,Mg

5、+PS = P0S,11,应用课堂,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。,12,应用课堂,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）

6、,13,应用课堂,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）,14,应用课堂,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？,15,应用课堂,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,