人教版高二物理选修3-3第八章气体 8．1 气体的等温变化之气体压强的计算（17张PPT）课件
文档属性
| 名称 | 人教版高二物理选修3-3第八章气体 8．1 气体的等温变化之气体压强的计算（17张PPT）课件 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 463.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-04-11 19:24:07 | ||
图片预览
文档简介
(共17张PPT)
8.1 气体的等温变化（２）
专题：封闭气体压强的计算
学习目标:
掌握封闭气体压强的计算方法。
思考：
１：压强的定义及定义式是怎样的？
２：气体的压强是如何产生的？
３：封闭在容器中的气体的压强如何计算？
一：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
（1）液体压强的计算公式 p = ?gh。
（2）液面与外界大气相接触，则液面下h处的压强为 p = p0 + ?gh
（3）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。
二、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．
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
例１：
P =P0
P =P0+ρgh
P =P0- ρgh
h是水银柱在竖直方向的高度
连通器原理：同种液体在同一高度压强相等
P =P0+ρgh
P =P0- ρgh
P =P0- ρgh
练1：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
气体对面的压力与面垂直: F=PS
PS = P0S+mg
S′
PS =mg +P0S＇cosθ
PS = mg+P0S
三、平衡态下固体密闭气体压强的计算
以活塞为研究对象
以气缸为研究对象
mg+PS = P0S
Mg+PS = P0S
练2：三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。如图3所示，M为重物质量，F是外力，p0为大气压，S为活塞面积，G为活塞重，则压强各为：
四、非平衡态下固体，液体闭气体压强的计算
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。
解得：P =P0+ρ(g-a)h
解：对液体柱，由牛顿第二定律得
P0S+mg-PS =ma
m=?hs
练3：如下图甲所示，气缸质量为m1，活塞质量为m2，不计缸内气体的质量及一切摩擦，当用一水平外力F拉活塞时，活塞和气缸最终以共同的加速度运动．求此时缸内气体的压强．(已知大气压为p0，活塞横截面积为S)
解：以气缸整体为研究对象，F=（m1+m2）a
以m2为研究对象，如图乙：F-P0S+PS=m2a
类型
1、液体密封气体
2、容器密封气体
3、气缸密封气体
课堂小结:
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
密封气体
静态∑F外=0
动态∑F外=ma
1.已知大气压强为p0，如图所示，竖直的U形管内A、B两部分被水银柱密封着，则两部分气体的压强分别为：pA＝____________；pB＝__________.
课堂训练
2．如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动且处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为L，温度为T．设外界大气压强为P保持不变，活塞横截面积为S，且mg=PS，环境温度保持不变．求：在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡，求:活塞B和A下降的高度分别多少？
，
解：对I气体，初状态p1=p0+=2p0，末状态p′1=p0+=4p0
2P0LS=4P0L1S 解得：L1=L /2
设压缩后气体柱长度为L1
对气体Ⅱ，初状态P2=3P0 ,末状态P2 ′=5P0
设压缩后气体柱长度为L2
3P0LS=5P0L2S 解得：L2=3L /5
B活塞下移距离△L2=L-3L /5=2L /5
A活塞下移距离△L1=(L-L /2)+△L2=9L /10
３：一个足球的容积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为125mL、压强与大气压强相同的气体打进球内。如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压强相同。打了20次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时的情况能够满足你的前提吗？
解：研究对象:打完20次气后足球内的气体，假设气体的温度和球的体积均不发生变化，设大气压强为p0，则
初态：压强p1=p0， V1=2.5+0.125×20=5L
末态：压强p2=？ 体积为打气后V2=2.5L，
据玻意耳定律有：p1V1=p2V2 得：
p0×5=p2×2.5解得：p2=2p0
8.1 气体的等温变化（２）
专题：封闭气体压强的计算
学习目标:
掌握封闭气体压强的计算方法。
思考：
１：压强的定义及定义式是怎样的？
２：气体的压强是如何产生的？
３：封闭在容器中的气体的压强如何计算？
一：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
（1）液体压强的计算公式 p = ?gh。
（2）液面与外界大气相接触，则液面下h处的压强为 p = p0 + ?gh
（3）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。
二、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．
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
例１：
P =P0
P =P0+ρgh
P =P0- ρgh
h是水银柱在竖直方向的高度
连通器原理：同种液体在同一高度压强相等
P =P0+ρgh
P =P0- ρgh
P =P0- ρgh
练1：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
气体对面的压力与面垂直: F=PS
PS = P0S+mg
S′
PS =mg +P0S＇cosθ
PS = mg+P0S
三、平衡态下固体密闭气体压强的计算
以活塞为研究对象
以气缸为研究对象
mg+PS = P0S
Mg+PS = P0S
练2：三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。如图3所示，M为重物质量，F是外力，p0为大气压，S为活塞面积，G为活塞重，则压强各为：
四、非平衡态下固体，液体闭气体压强的计算
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。
解得：P =P0+ρ(g-a)h
解：对液体柱，由牛顿第二定律得
P0S+mg-PS =ma
m=?hs
练3：如下图甲所示，气缸质量为m1，活塞质量为m2，不计缸内气体的质量及一切摩擦，当用一水平外力F拉活塞时，活塞和气缸最终以共同的加速度运动．求此时缸内气体的压强．(已知大气压为p0，活塞横截面积为S)
解：以气缸整体为研究对象，F=（m1+m2）a
以m2为研究对象，如图乙：F-P0S+PS=m2a
类型
1、液体密封气体
2、容器密封气体
3、气缸密封气体
课堂小结:
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
密封气体
静态∑F外=0
动态∑F外=ma
1.已知大气压强为p0，如图所示，竖直的U形管内A、B两部分被水银柱密封着，则两部分气体的压强分别为：pA＝____________；pB＝__________.
课堂训练
2．如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动且处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为L，温度为T．设外界大气压强为P保持不变，活塞横截面积为S，且mg=PS，环境温度保持不变．求：在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡，求:活塞B和A下降的高度分别多少？
，
解：对I气体，初状态p1=p0+=2p0，末状态p′1=p0+=4p0
2P0LS=4P0L1S 解得：L1=L /2
设压缩后气体柱长度为L1
对气体Ⅱ，初状态P2=3P0 ,末状态P2 ′=5P0
设压缩后气体柱长度为L2
3P0LS=5P0L2S 解得：L2=3L /5
B活塞下移距离△L2=L-3L /5=2L /5
A活塞下移距离△L1=(L-L /2)+△L2=9L /10
３：一个足球的容积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为125mL、压强与大气压强相同的气体打进球内。如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压强相同。打了20次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时的情况能够满足你的前提吗？
解：研究对象:打完20次气后足球内的气体，假设气体的温度和球的体积均不发生变化，设大气压强为p0，则
初态：压强p1=p0， V1=2.5+0.125×20=5L
末态：压强p2=？ 体积为打气后V2=2.5L，
据玻意耳定律有：p1V1=p2V2 得：
p0×5=p2×2.5解得：p2=2p0