教科版高中物理选修3-3 2．2 气体的压强 课件（共24张PPT）

(共24张PPT)
2.2 气体的压强

在相同的高处,分别把1粒滚珠和100粒珠子倒在秤上，观察称的示数变化，说明了什么？

问题1：
这说明大量滚珠撞击秤盘,对秤盘产生了持续、均匀的压力,在一定时间内,碰撞的滚珠越多,对秤盘产生的压力就越大.

探究一：气体压强的产生及其决定因素

问题2：
气体压强是如何产生的？
从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．


气体分子撞击器壁时的速度对压强有何影响？?
问题3：
气体的压强与分子的平均动能有关，分子的平均动能越大，压强越大。气体的压强跟温度有关，温度升高压强增大。?

问题4：
气体分子的密集程度对压强有何影响？
气体的压强跟体积有关，体积减少，分子密集程度增大，压强增大。
气体压强大小由哪些因素决定？

问题5：
(1)微观因素
①气体分子的密集程度
②气体分子的平均动能
(2)宏观因素
①气体的体积
②气体的温度
因密闭容器中气体的密度一般很小，由于自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由大量气体分子碰撞器壁产生，与地球引力无关，且气体压强处处相等．

特别提醒：
区别大气压强与气体压强


(多选)关于一定质量的理想气体，下列说法中正确的有（ ）
A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大
B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加
D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变

例1：
√
×
√
×
AC

探究二：气体压强的计算
1、固体封闭的气体
2、液体封闭的气体
1、固体封闭的气体
已知：活塞质量m、横截面积S、大气压p0、g
求：缸内气体压强


mg
P0S
PS
对活塞：
PS = P0S + mg

P=P0 +

方法：（1）应对固体（如活塞等）进行受力分析。
（2）然后根据平衡条件求解。
2、液体封闭的气体
含有水银柱气体压强的计算（设p0=76cmHg）

mg
PS
P0S
P=P0-

P0-Ph
=66cmHg


P0+Ph
=81cmHg
P0+Ph上
=121cmHg


P0-Ph
=70cmHg

方法：
1、静止或匀速运动系统中：选封闭气体的一段液柱为研究对象，受力分析，由F合＝0，列式求出压强．
2、连通器原理：在连通器中，同一液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强相等
3、非平衡状态时：要选择恰当的对象（如与气体相关的液体、活塞等），并受力分析，用牛顿第二定律列方程求解。



例2
如图所示，粗细均匀的试管，横截面积为S，质量为m的活塞可在其内部无摩擦地滑动，它封闭了一段气柱。现使试管在水平面内以角速度ω绕轴OO′匀速转动，此时活塞和转轴的距离为L。活塞不漏气，运动中封闭气体的温度不变，大气压强为p0，则此时封闭气体的压强为多少?

对活塞：
P0S
PS
PS-P0S=mω2L

P=P0+

探究三：一定质量的气体在温度不变时，压强与体积的关系

猜想：
温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？
用注射器密闭一定质量的空气，缓慢地推动和拔出活塞，观察活塞中空气体积和压强的变化？

做一做

1．实验条件：气体质量不变、温度不变．

2．实验方法：控制变量法

实验探究
3.设计实验
（问题1：测量哪些物理量？）
问题2：如何测体积、压强
4.主要步骤：
（1）密封一定质量的气体。
（2）改变气体的体积，记录气体长度和该状态下压强的大小。

5.数据处理
图像法





















































p/10 Pa
5
1/V
1
2
3
O
0.2
0.4
0.6
0.8

















次数 压强 体积
1 3.0 1.3
2 2.5 1.6
3 2.0 2.0
4 1.5 2.7
5 1.0 4.0


6.探究结论：
在误差范围内，温度不变时，气体的压强p和体积V成反比。
7.误差分析：
（1）读数误差
（2）漏气



8.注意事项：
（1）尽量避免漏气。
（2）不要用手握住玻璃管。
（3）移动活塞要缓慢。
1、文字表述：一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。
2、公式表述：pV=C（常数）,或 p1V1=p2V2
4、适用范围：温度不太低，压强不太大
3、条件:气体质量一定且温度不变


三、玻意耳定律

例3
如图所示，开口向下的竖直玻璃管的末端有一段水银柱，当玻璃管从竖直位置转过45°时，开口端的水银柱将( )
A．从管的开口端流出一部分
B．不发生变化
C．沿着管子向上移动一段距离
D．无法确定其变化
分析：温度不变，水银柱产生的压强减小，封闭气体的压强增大，体积减小，故水银柱沿着管子上移。
C

利用玻意耳定律的解题思路:
（1）明确研究对象（气体）；
（2）分析过程特点，判断为等温过程；
（3）列出初、末状态的p、V值；
（4）根据p1V1=p2V2列式求解；

P=P0-Ph

课堂小结：
1、气体压强的产生原因及影响因素
2、定量计算被封闭气体的压强大小
3、玻意耳定律

课堂训练
1、(多选)下列说法正确的有（ ）
A．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力
B．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积的平均作用力
C．气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小
D．若气体的压强不变而温度降低时，单位时间内气体分子对器壁单位面积撞击的分子数增加
√
×
×
√
BD
2、如图所示，竖直倒立的U形玻璃管一端封闭，另一端开口向下，用水银柱封闭一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，假设在管子的D处钻一小孔，则管内被封闭的气体压强p和气体体积V变化的情况为（ ）
A．p和V都不变
B．V减小，p增大
C．V增大，p减小
D．无法确定
此题考查液体压强的计算方法
B


3、如图所示，粗细均匀的U形细管水平部分长为L，管中盛有一定质量的液体，当U形管以加速度a向右运动时，求：两管中液面的高度差Δh。
得 △h=La/g
对水平部分那些水： F合=ma




L
ρg△hS =ρLSa