高三第一轮复习 气体的状态参量教案
高中化学气体计量变化教案
高中化学气体计量变化教案
教学目标:
1. 了解气体的计量单位及性质。
2. 掌握气体的计量变化规律。
3. 能够运用气体计量变化的知识解决相关问题。
教学重点:
1. 气体的计量单位及性质。
2. 气体的计量变化规律。
教学难点:
1. 气体的计量变化解题技巧。
教学准备:
1. 教师准备:讲义、实验仪器。
2. 学生准备:课前预习相关知识。
教学过程:
一、导入(5分钟)
介绍气体计量变化的意义,并引导学生思考气体计量变化中的规律。
二、讲授(20分钟)
1. 气体的计量单位及性质。
2. 气体的计量变化规律与计算方法。
3. 举例说明气体计量变化的过程。
三、实验(15分钟)
进行氧气和氢气的反应实验,观察气体体积变化,并利用计量关系计算反应的产物。
四、讨论(10分钟)
学生讨论实验结果,分享自己的计算方法和答案。
教师引导学生在讨论中总结计量变化规律。
五、作业布置(5分钟)
布置相关作业,要求学生通过计量关系解决问题。
教学反馈:
作业批改和订正,巩固学生对气体计量变化的理解和运用能力。
拓展延伸:
可以邀请相关专家或游学团体进行讲座或实地考察,深化学生对气体计量变化的理解。
教学点评:
及时总结教学过程中的问题和不足,为下一次教学提供指导和改进方向。
高三物理一轮复习《气体》教学案
气体【学习目标】1、知道气体的状态参量;知道气体热现象的微观意义。
2、知道玻意耳、查理、盖—吕萨克定律及其等温、等容、等压变化的图像。
(重点)3、知道理想气体模型、理想气体的状态方程;不要求用气体实验定律进行定量计算。
【知识要点】一、描述气体的状态参量1、温度:略2、体积:①宏观上:容纳气体的.②微观上:气体分子所能达到的.③单位:国际单位为,且1 m3=103 dm3=106 cm3.3、压强①气体压强的产生原因:气体的压强是分子地碰撞器壁产生的,单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但大量分子频繁地碰撞器壁,对器壁就产生了持续、均匀的压力,气体的压强在数值上等于大量气体分子作用在器壁面积上的平均作用力。
②国际单位为,符号为,且1atm=1.013×105 Pa=76 cmHg.③大小决定因素:宏观上:气体的和物质的量.微观上:单位体积内的分子数和.二、气体分子动理论1、气体分子运动的特点:由于气体分子间距大,气体分子的大小可以忽略,分子间的作用力很小,也可以忽略.因此,除分子间及分子与器壁间碰撞外,分子间无相互作用力,所以不计.气体的内能只与气体的物质的量和有关,分子处于自由运动状态.2、气体分子运动的统计规律①气体分子沿各个方向运动的机会(机率) .②大量气体分子的速率分布呈现(中等速率的分子数目多)、(速率大或数目少)的规律.③当温度升高时,“中间多”的这一“高峰”向的一方移动,即速率大的分子数目增多,速率小的分子数目减小,分子的平均速率,但不是每个气体分子的速率均增大.三、气体定律1.玻意耳定律:一定质量的某种气体,在不变的情况下,与成反比。
公式为或P1V1= 。
2.查理定律:一定质量的某种气体,在不变的情况下,与成正比。
公式为P= 或P1/P2= 。
2.盖—吕萨克定律:一定质量的某种气体,在不变的情况下,与成正比。
公式为V= 或V1/V2= 。
四、理想气体状态方程1.理想气体:在 和 下都能遵从气体实验定律的气体。
2020届高三第一轮复习——气体的状态参量教案13
2020届高三第一轮复习——气体的状态参量教案13一、考点聚焦1.气体状态和状态参量。
热力学温度。
2.气体的体积、温度、压强之间的关系.。
3.气体分子运动的特点。
气体压强的微观意义。
二、知识扫描1.1atm= 1.01×105 pa= 76 cmHg,相当于 10.3 m高水柱所产生的压强。
2.气体的状态参量有:(p、V、T)①压强(p):封闭气体的压强是大量分子对器壁撞击的宏观表现,其决定因素有:1)温度;2)单位体积内分子数。
②体积(V):1m3=103l= 106ml 。
③热力学温度T= t+273.15 。
4.一定质量的理想气体的体积、压强、温度之间的关系是:PV/T=常数,克拉珀珑方程是: PV/T=RM/μ。
5.理想气体分子间没有相互作用力。
注意:一定质量的某种理想气体内能由温度决定。
三、典型例题例1.大气压强为p0 cmHg,一端开口的玻璃管内封闭一部分气体,管内水银柱高度为h cm,〔或两边水银柱面高度差为h cm〕,玻璃管静止,求以下图中封闭理想气体的压强各是多少?解析:将图中的水银柱隔离出来做受力分析;⑺中取与管内气体接触的水银面为研究对象做受力分析.此题的所有试管的加速度都为零.因此在⑴中:G=N,p0S=PS;在⑵图中:p0S+G=pS,p0S+ρghS=pS,取cmHg(厘米汞柱)为压强单位那么有:p= p0+h;同理,图⑶中试管内气体的压强为:p= p0-h;采纳正交分解法解得:图⑷中:p= p0+hsinθ;图⑸中:p=p0-hsinθ;图⑹中取高出槽的汞柱为研究对象,可得到:p= p0-h;图⑺中取与管内气体接触的水银面〔无质量〕为研究对象:p 0S+ρghS=pS ,p= p 0+h点评:〔1〕 确定封闭气体压强要紧是找准封闭气体与水银柱〔或其他起隔绝作用的物体〕的接触面,利用平稳的条件运算封闭气体的压强.〔2〕 封闭气体达到平稳状态时,其内部各处、各个方向上压强值处处相等.〔3〕 液体压强产生的缘故是重力〔4〕液体可将其表面所受压强向各个方向传递.例2.两个完全相同的圆柱形密闭容器,如图8.3—1所示,甲 中装有与容器等体积的水,乙中充满空气,试咨询:〔1〕两容器各侧壁压强的大小关系及压强大小决定于哪些因素?〔2〕假设两容器同时做自由落体运动,容器侧壁所受压强将如何样变化?解析:〔1〕关于甲容器,上壁压强为零,底面压强最大,侧壁压强自上而下由小变大其大小决定于深度,关于乙容器各处器壁上的压强均相等,其大小决定于气体分子的温度和气体分子的密度。
高中物理_《气体》高三复习课教学设计学情分析教材分析课后反思
教学设计一、教学目标1、会根据受力平衡求解被水银柱或活塞封闭的一定质量气体的压强。
2、会使用理想气体状态方程定量求解状态参量。
3、会利用理想气体状态方程定性分析图像中状态参量的关系。
二、教学重难点会使用理想气体状态方程定量求解状态参量。
三、课时:1课时四、教学过程节导入1、展示课程标准和18年考试大纲对本章知识的要求,并介绍了近四年全国高考对本章知识考察的题型、分值和常考模型。
2、构建本章知识思维导图。
3、确定本节课学习目标。
了解课程标准和考纲对本章的要求,知道常考题型。
1、让学生知道本节课知识在高考中的分值,体会到本章的重要性。
2、明确本节课的学习目标。
教学目标一1、若已知大气压强为p0,图中各装置均处于静止状态,图中液体密度均为ρ,求被封闭气体的压强。
老师示范完成甲图。
2、如图所示,一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置,金属圆板的上表1、学生完成乙、丙、丁图。
2、学生完成第2题。
会根据受力平衡求解被水银柱或活塞封闭的一定质量气体的压强面是水平的,下表面是倾斜的,下表面与水平面的夹角为θ,圆板的质量为M,不计圆板与容器内壁的摩擦。
若大气压强为p0,则被圆板封闭在容器中的气体的压强等于()教学目标二1、某种气体在状态A时的压强为2×105Pa,体积为1m3,温度为70C.(1)它在等温过程中由状态A变为状态B,状态B的体积为2m3,求状态B的压强.(2)随后,又由状态B在等容过程中变为状态C,状态C的温度为270C.求状态C的压强.老师示范完成(1)1、学生独立完成(2)2、学生独立完成,然后学生代表讲解。
1、会使用状态方程求解理想气体的状态参量。
2、规范解题步骤。
2、如图所示,在绝热圆柱形汽缸中用光滑绝热活塞密闭有一定质量的理想气体,在汽缸底部开有一小孔,与U形水银管相连,外界大气压为P0=1.0×105Pa,缸内气体温度t0=27℃,稳定后两边水银面的高度差为△h=1.5cm,此时活塞离容器底部的高度为L=50cm(U形管内气体的体积忽略不计).已知柱形容器横截面S=0.01m2, 1.0×105Pa压强为75cmHg,重力加速度g=10m/s2.(1)求活塞的质量;(2)若容器内气体温度缓慢降至﹣3℃,求此时U形管两侧水银面的高度差△h′和活塞离容器底部的高度L′。
高中物理-高二气体的状态参量教案
高中物理-高二气体的状态参量教案一、教学目标:通过本课学习使学生能够:1. 了解气体的状态参量及其物理意义;2. 掌握计算气体压强、温度、体积、物质量的公式及其应用;3. 掌握闵可夫斯基气体状态方程及其应用;4. 理解麦克斯韦—玻尔兹曼分布定律及其应用。
二、教学重点:1. 气体的状态参量的物理意义及计算公式;2. 闵可夫斯基气体状态方程及其应用。
三、教学难点:1. 麦克斯韦—玻尔兹曼分布定律的理解及应用;2. 统计物理在气体分子运动中的应用。
四、教学过程:1. 引入课题及预习①引导学生回顾其先前学习的热力学知识,如焓、熵等及其计算过程。
②引导学生回顾其先前学习的气体性质,如理想气体状态方程、气体分子运动等。
2. 概念认识及知识讲解①引导学生认识气体的状态参量,即气体的压强、温度、体积、物质量等。
②讲解气体压强计算公式及其应用,如玻意耳-马略特定律、查理定律等。
③讲解气体温度计算公式及其应用,如绝对温度等。
④讲解气体体积计算公式及其应用,如盖-吕萨克定律等。
⑤讲解气体物质量计算公式及其应用,如质量守恒定理等。
⑥讲解闵可夫斯基气体状态方程及其应用,如理想气体状态方程、压缩因子等。
3. 案例分析及练习①分析如何计算气体的平均动能及其应用。
②进一步说明在气体分子运动过程中,如何应用统计物理学中的概率论、热力学基本概念等知识。
③提供实验数据及实验结果,要求学生进行处理及分析得出应用题。
4. 总结回顾及拓展①回顾气体的状态参量及其应用。
②回顾闵可夫斯基气体状态方程及其应用。
③帮助学生理解麦克斯韦-玻尔兹曼分布定律及其物理意义和应用领域。
五、教学方案1. 教学内容:气体的状态参量2. 教学时间:2学时3. 教学方式:讲授+案例分析+实验操作4. 教学媒介:PPT、实物实验、案例分析题5. 教学评估:平时评估及期末考试六、教学评估:1. 学生对气体的状态参量及其物理意义的理解度;2. 学生对气体计算公式及其应用的掌握度;3. 学生对闵可夫斯基气体状态方程及其应用、麦克斯韦-玻尔兹曼分布定律及其应用的理解和掌握度;4. 学生实验能力及分析能力。
高中物理气体的状态教案
高中物理气体的状态教案
主题:高中物理气体的状态
目标:学生能够理解气体的特性和状态,并能够应用理论解决相关问题。
教学内容:气体的状态,气体的特性,气体的状态方程
教学步骤:
1. 导入(5分钟)
介绍气体的概念及常见的气体状态,引起学生对气体状态的兴趣。
2. 探究(15分钟)
通过实验或案例,让学生观察气体的扩散性、可压缩性等特性,引导学生发现气体特性的规律。
3. 讲解(15分钟)
讲解气体的状态方程,引导学生理解PV=nRT的含义,解释理想气体的假设条件及适用范围。
4. 练习与巩固(20分钟)
布置练习题让学生巩固所学知识,引导学生应用状态方程解决相关问题,提高学生的应用能力。
5. 拓展(10分钟)
让学生了解一些气体的应用及相关科技发展,拓展学生的视野,培养学生的创新思维。
6. 总结(5分钟)
对本节课的内容进行总结,强调气体状态理论在科技应用中的重要性,鼓励学生在学习中多思考多实践。
7. 作业布置(5分钟)
布置相关作业,巩固所学知识,提高认识水平。
教学手段:实验观察、案例讲解、互动讨论、课堂练习
评价方式:课堂表现、作业成绩、课后讨论
【教学反思】
通过本次教学,我发现学生在理解气体状态方程方面存在一定的困难,需要更多的案例引导和讲解,以提高学生的理解能力。
同时,深入探讨气体的应用及相关科技发展,可以更好地激发学生的学习兴趣,培养学生的创新思维。
在以后的教学中,我将更加注重知识和能力的综合培养,帮助学生全面提升。
高考物理一轮复习导学案:气体状态参量+气体实验定律
一、气体状态参量(物理量) 1、体积:用V 表示,国际单位是 。
2.温度与温标:温标是温度的表示方法。
摄氏温标:用t 表示,单位是 ,读作 ;热力学温标(国际温标):用T 表示,单位是K ,读作“开尔文”,简称“开”。
热力学温标与摄氏温标的关系:T=t+273.15K3.压强:用P 表示,国际单位是 ,为了计算方便其单位通常还有 。
【练习1】已知:大气压强为76cmHg ,两管液面高度差为h=5cm ,求被封闭的气体压强。
(1)p=________ (b)p=________ (c)p=________(2)(a)P= (b) P= (c)P=(3)(a)p= (b) p= (c) p=【导思】在液体内部同一高度压强相等。
23---24学年高三一轮复习物理学案热学3 总第( )期学生姓名 班级 学号课题:气体状态参量 气体实验定律 组编人: 校对人: 使用日期:【练习2】已知活塞的质量为M,横截面积为s,物块质量为m,大气压强为p o求被封闭的气体压强。
P1= p2=【导思】利用物体平衡条件求解。
*【拓展训练1】上题右图的气缸与活塞一起以加速度a向右做匀加速直线运动,求被封闭的气体压强。
【导思】以活塞为研究对象,利用牛顿第二定律求解。
二、气体实验定律变化特点图像等温变化p-V p-1V等容变化p-T 等压变化V-TPVP1/VPTVT P1P2【例1】(教材选择性必修三P42页第3题)今有一质量为m的汽缸,用活塞封着一定质量的理想气体,当汽缸水平横放时,汽缸内空气柱长为l0(如图所示)。
现把活塞按如图乙那样悬挂,汽缸悬在空中保持静止。
求此时汽缸内空气柱长度为多少?已知大气压强为p0,活塞的横截面积为S,它与汽缸之间无摩擦且不漏气,气体温度保持不变。
【例2】(教材选择性必修三P42页第5题)有一教室,上午8时温度为17O C,下午2时的温度为27O C,假定大气压强无变化,则下午2时与上午8时教室内的空气质量的比值为多大?【导思】以上午8时教室里的空气为研究对象,求出下午2时气体的体积,然后比较此时教室内的气体和全部气体的体积。
2019-2020年高考物理 气体的状态参量学案
2019-2020年高考物理气体的状态参量学案一、知识扫描1.1atm= pa=cmHg,相当于m高水柱所产生的压强。
2.气体的状态参量有:(p、V、T)①压强(p):封闭气体的压强是大量分子对器壁的宏观表现,其决定因素有:1);2)。
②体积(V):1m3=l= ml 。
4.一定质量的理想气体的体积、压强、温度之间的关系是:,5.理想气体分子间没有相互作用力。
注意:一定质量的某种理想气体内能由决定。
二、自主练习1.下列说法正确的是()A.一定质量的气体,保持温度不变,压强随体积减小而增大的微观原因是:每个分子撞击器壁的作用力增大B.一定质量的气体,保持温度不变,压强随体积增大而减小的微观原因是:单位体积内的分子数减少C.一定质量的气体,保持体积不变,压强随温度升高而增大的微观原因是:分子平均动能增大D.一定质量的气体,保持体积不变,压强随温度升高而增大的微观原因是:分子的密度增大2.在冬季,剩有半瓶热水的暧水瓶经一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来.其中主要原因是()A.软木塞受潮膨胀B.瓶口因温度降低而收缩变小C.白天气温升高,大气压强变大D.瓶内气体因温度降低而压强减小3.一定量的理想气体吸收热量,同时体积膨胀并对外做功,则此过程的末状态与初状态相比()A.气体内能一定增加B.气体内能一定减少C.气体内能一定不变D.气体内能变化不可确定4.一房间内,上午10时的温度为150C,下午2时的温度为250C,假定大气压无变化,则下午2时与上午10时相比较,房间内的()A.空气密度增大 B.空气分子的平均动增大C.空气分子速率都增大D.空气质量增大气体的状态参量学案一、知识扫描1.1atm= pa=cmHg,相当于m高水柱所产生的压强。
2.气体的状态参量有:(p、V、T)①压强(p):封闭气体的压强是大量分子对器壁的宏观表现,其决定因素有:1);2)。
②体积(V):1m3=l= ml 。
《气体状态参量 体积》 学历案
《气体状态参量体积》学历案一、学习目标1、理解气体体积的概念,明确其物理意义。
2、掌握测量气体体积的方法和常用工具。
3、了解气体体积与其他状态参量(如压强、温度)之间的关系。
4、能够运用气体体积的知识解决实际问题。
二、学习重难点重点:1、气体体积的定义和物理意义。
2、气体体积的测量方法。
难点:1、理解气体体积与压强、温度的相互关系。
2、运用气体状态方程解决涉及体积的综合问题。
三、知识回顾在学习气体体积之前,我们先来回顾一下之前所学的有关气体的知识。
我们知道,物质通常有三种状态:固态、液态和气态。
气体与固态和液态物质相比,具有明显的特点。
气体分子之间的距离较大,分子间的作用力相对较弱,因此气体具有很强的流动性和可压缩性。
四、引入在日常生活中,我们经常会接触到各种气体,比如气球中的气体、氧气瓶中的氧气等。
当我们描述这些气体时,除了要知道它们的种类,还需要了解一些其他的特征,其中一个重要的特征就是体积。
那么,什么是气体的体积呢?五、气体体积的概念气体体积是指气体所占据的空间大小。
它是描述气体状态的一个重要参量。
我们可以通过一个简单的例子来理解气体体积。
想象一个封闭的容器,里面充满了气体。
容器的大小和形状就决定了气体所能占据的空间,这个空间的大小就是气体的体积。
需要注意的是,气体体积与容器的形状和大小有关,但与气体分子本身的大小相比,气体分子之间的距离要大得多,所以通常可以忽略气体分子本身的体积,而将气体体积视为气体分子所能自由活动的空间大小。
六、测量气体体积的方法1、直接测量法对于一些规则形状的容器中的气体,可以通过测量容器的几何尺寸来计算气体体积。
例如,一个长方体形状的容器,我们可以测量其长、宽、高,然后通过体积公式 V =长×宽×高来计算气体体积。
2、排水法对于不溶于水的气体,可以使用排水法来测量其体积。
将气体通过导管通入装满水的倒置量筒中,排出的水的体积就等于气体的体积。
3、量气管法量气管是一种专门用于测量气体体积的仪器。
高考物理一轮复习8.1气体的状态及参量气体的等温变化新人教版
。由于它描述
的是温度不变时的 p— v 关系,因此称它为
线。 o
一定质量的气体,不同温度下的等温线是不同的。
t2
t1 v
图 8—1
1、 在图 8— 1 中,一定质量的气体,不同温度下的两条等温线,判断
t1、 t2 的高低。
用心
爱心
专心
1
2、 画出 p— 1 图象,说明图线的形状,图线的斜率与温度的关系。 V
T2
C、 有图可知 T 1> T 2 D 、 有图可知 T 1< T 2 例 4、汽车轮胎的容积是
2.5×
10-
2
m
3,轮胎原有
o
T1 v
图 8—3
1atm 的空气。向轮胎内打气,直至压
强增加到 8atm 为止。应向轮胎里打进 1atm 的多少体积的空气。 (温度不变)
* 例 5、如图 8— 4 所示,一个上下都与大气相通的直圆筒。内部横截面的面积
3、如图 8— 6 所示,为一定质量的气体在不同温度下的两条
p— 1 图线。由图可知 ( ) V
A 、 一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成正比
P
T2
B 、 一定质量的气体在发生等温变化时,其
p— 1 图线的延长
T1
V
线是经过坐标原点的
C、 T 1> T 2 D 、 T1< T2
0 图 8—6 1/v
度不变的情况下,压强 p 与体积 v 成
。这个规律叫做玻意耳定律。
2、玻意耳定律的表达式: pv=C (常量)或者 v2 分别表示气体在 1、 2 两个不同状态下的压强和体积。
三、气体等温变化的 p—v 图象 一定质量的气体发生等温变化时的 p—v 图象如图
教学设计1:气体的状态
气体的状态教学设计教学目标:1 学习掌握温度,体积,压强三个气体状态参量。
2.知道气体状态与温度体积压强三个状态参量的关系,即状态变化过程。
3.学会用压强计测气体压强。
教学重点:温度,体积,压强三个气体状态参量。
教学难点:气体状态的变化过程。
教学过程:[引入]研究物理学问题,要用—些物理量来描述研究对象。
问题不同,所用的物理量也不同,在力学中,用位移、速度等物理量描述物体的机械运。
现在研究气体的热学性质,要用什么物理量呢在物理学中,要用体积、压强、温度等物理量来描述气体的状态,并把这几个物理量叫做气体的状态参量。
[板书]气体的状态一、气体的状态参量平衡状态:系统与外界没有能量交换,内部也没有任何形式的能转换,系统的温度和压强不随时间的变化。
而由分子永不不停息运动的平衡态叫做热动平衡状态。
1温度温度是表示物体冷热程度的物理量。
从分子动理论的观点来看,温度是物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志,温度越高,物体内部分子的热运动越剧烈。
定义初中,宏观:表示物体冷热程度的物理量。
高中,微观:分子平均动能的标志。
温标:温度的表示方法。
我们在初中学过热力学温度和摄氏温度。
我们学过用摄氏温度表示的温度:摄氏温度用符号t表示,单位是摄氏度,符号是℃。
具体规定:在海平面上,在一个标准大气压下:冰和水的混合物的温度规定为:0℃水的沸点规定为:100℃在国际单位制中,用热力学温标表示的温度,叫做热力学温度。
(热力学温度是国际单位制中七个基本量之一。
)用符号T表示,它的单位是开尔文,简称开.符号是K。
具体规定:将-273。
15℃热力学温度的0K,用热力学温度和摄氏温度表示温度的间隔是相同的,即物体升高或降低的温度用开尔文和摄氏度表示在数值上是相同的。
热力学温度与摄氏温度的数量关系是:T=t K。
2体积一定质量的气体占有某一体积,气体分子可以自由移动,因而气体总要充满整个容器。
气体的体积就是指气体所充满的容器的容积。
在国际单位制中,体积用V表示,它的单位是立方米,符号是:m3。
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气体的状态参量
一、考点聚焦
1.气体状态和状态参量。
热力学温度。
2.气体的体积、温度、压强之间的关系.。
3.气体分子运动的特点。
气体压强的微观意义。
二、知识扫描
1.1atm= 1.01×105 pa= 76 cmHg,相当于 10.3 m高水柱所产生的压强。
2.气体的状态参量有:(p、V、T)
①压强(p):封闭气体的压强是大量分子对器壁撞击的宏观表现,其决定因素有:1)
温度;2)单位体积内分子数。
②体积(V):1m3=103l= 106ml 。
③热力学温度T= t+273.15 。
4.一定质量的理想气体的体积、压强、温度之间的关系是:PV/T=常数,克拉珀珑方程是: PV/T=RM/μ。
5.理想气体分子间没有相互作用力。
注意:一定质量的某种理想气体内能由温度决定。
三、典型例题
例1.已知大气压强为p0 cmHg,一端开口的玻璃管内封闭一部分气体,管内水银柱高度为h cm,(或两边水银柱面高度差为h cm),玻璃管静止,求下列图中封闭理想气体的压强各是多少?
解析:将图中的水银柱隔离出来做受力分析;⑺中取与管内气体接触的水银面为研究对象做
受力分析.本题的所有试管的加速度都为零.所以在⑴中:G=N,p0S=PS;在⑵图中:p0S+G=pS,p0S+ρghS=pS,取cmHg(厘米汞柱)为压强单位则有:p= p0+h;同理,图⑶中试管内气体的压强为:p= p0-h;采用正交分解法解得:图⑷中:p= p0+hsinθ;图
⑸中:p=p0-hsinθ;图⑹中取高出槽的汞柱为研究对象,可得到:p= p0-h;图⑺中取
与管内气体接触的水银面(无质量)为研究对象:p 0S+ρghS=pS ,p= p 0+h
点评:
(1) 确定封闭气体压强主要是找准封闭气体与水银柱(或其他起隔绝作用的物体)的接
触面,利用平衡的条件计算封闭气体的压强.
(2) 封闭气体达到平衡状态时,其内部各处、各个方向上压强值处处相等.
(3) 液体压强产生的原因是重力
(4)液体可将其表面所受压强向各个方向传递.
例2.两个完全相同的圆柱形密闭容器,如图8.3—1所示,甲 中装有与容
器等体积的水,乙中充满空气,试问:
(1)两容器各侧壁压强的大小关系及压强大小决定于哪些因素?
(2)若两容器同时做自由落体运动,容器侧壁所受压强将怎样变化?
解析:
(1)对于甲容器,上壁压强为零,底面压强最大,侧壁压强自上而下由小变大其大小决
定于深度,对于乙容器各处器壁上的压强均相等,其大小决定于气体分子的温度和气体分子的密度。
(2)甲容器做自由落体运动时,处于完全失重状态,器壁各处的压强均为零;乙容器做
自由落体运动时,气体分子的温度和气体分子的密度不变,所以器壁各处的压强不发生变化。
点评:要分析、弄清液体压强和气体压强产生的原因是解决本题的关键。
例3.钢瓶内装有高压气体,打开阀门高压气体迅速从瓶口喷出,当内外气压相等时立即关闭阀门。
过一段时间后再打开阀门,问会不会再有气体喷出?
解析:第一次打开阀门气体高速喷出,气体迅速膨胀对外做功,但来不及吸热。
由热力学第
一定律可知,气体内能减少,导致温度突然下降。
关闭阀门时,瓶内气体温度低于外界温度,但瓶内压强等于外界气体压强。
过一段时间后,通过与外界热交换,瓶内温度升高到和外界温度相同,而瓶的体积没变,故而瓶内气体压强增大。
因此,再次打开阀门,会有气体喷出。
点评:此题有两个过程,第一次相当于绝热膨胀过程,第二次是等容升温。
例4.一房间内,上午10时的温度为150C ,下午2时的温度为250C ,假定大气压无变化,
则下午2时与上午10时相比较,房间内的 ( )
A .空气密度增大
B .空气分子的平均动增大
C .空气分子速率都增大
D .空气质量增大
解析:由于房间与外界相通,外界大气压无变化,因而房间内气体压强不变。
但温度升高后,
体积膨胀,导致分子数密度减小。
所以,房间内空气质量减少,空气分子的平均动增大。
但并非每个分子速率都增大,因为单个分子的运动是无规则的。
答案B 是正确。
图8.3-1
甲 乙
点评:本题要求学生正确理解题意,弄清温度变化对分子运动的影响。
例5.如图所示,一气缸竖直放置,气缸内有一质量不可忽略的活塞,将一定量的理想气体封在气缸内,活塞与气缸壁无摩擦,气体处于平衡状态.
点,在达到平衡后,与原来相比,则( )
A.气体的压强变大 B.气体的压强变小
C.气体的体积变大 D.气体的体积变小
解析:由活塞的受力分析可知,开始封闭气体的压强
P 1=P 0-mg/s,而气缸稍微倾斜一点后,
P1S P2S
封闭气体的压强P 2=P 0-mgcos θ/s ,
由于P 1<P 2,而温度不变,由气态方程,
则V 2<V 1,故AD 正确. P0S
四、过关测试 1.一定量的理想气体吸收热量,同时体积膨胀并对外做功,则此过程的末状态与初状态相比( )
A.气体内能一定增加
B.气体内能一定减少
C.气体内能一定不变
D.气体内能变化不可确定
2.如图所示,封有空气的气缸挂在测力计上,测力计的示数为F ,
已知气缸套的质量为M ,活塞的质量为m ,面积为S ,气缸壁与活塞
间摩擦不计,外界大气压强为p o ,则气缸内空气的压强为多少?
3.一定质量的理想气体处于平衡态,此时压强为P,有人设计四种途径,使气体经过每种途径后压强仍为P,这四种途径是:
(1)先保持体积不变,降低压强,再保持温度不变,压缩体积。
(2)先保持体积不变,升高温度,再保持温度不变,让体积膨胀。
(3)先保持温度不变,让体积膨胀,再保持体积不变,升高温度。
(4)先保持温度不变,压缩体积,再保持体积不变,降低温度。
A.(1)、(2) B.(3)、(4)不可能
C.(1)、(3)不可能 D.(1)、(2)、(3)、(4)都可能
4.如下图所示,气缸的质量M =10kg ,活塞的质量m=2kg ,活塞横截面积s=100cm 2
, 弹簧的倔强系数k=200N/m ,外界大气压强Po=1.0×105Pa ,求在下列条件下气缸内气体的压强. 图8.3-4 图8.3-2
图8.3-3
(a)活塞上加重力为G=200N 物体时,P a = ; (b)活塞上加重力为G=200N 物体且弹簧伸长10cm ,P b = ;
(c)拉力F 拉活塞,气缸离开地面,P c = ;
(d)活塞上加重力为G=200N 物体且弹簧被压缩2cm ,则P d = .
5.下列说法正确的是( )
A.一定质量的气体,保持温度不变,压强随体积减小而增大的微观原因是:每个分子撞击
器壁的作用力增大
B.一定质量的气体,保持温度不变,压强随体积增大而减小的微观原因是:单位体积内的
分子数减少
C.一定质量的气体,保持体积不变,压强随温度升高而增大的微观原因是:分子平均动能
增大
D.一定质量的气体,保持体积不变,压强随温度升高而增大的微观原因是:分子的密度增
大
6.分子流以平均速率v o 和面积为S 的器壁碰撞,分子流单位体积内的分子数为n ,每个分子的质量为m ,如果分子的运动方向与器壁垂直,且碰撞后按原速率反向弹回.则分子流对器壁的作用力为 ,压强为 .
7.如右图所示,天平右盘放砝码,左盘是一个水银气压计,
玻璃管固定在支架上,天平已调节平衡,若大气压强增大,
则( )
A.天平失去平衡,左盘下降.
B.天平失去平衡,右盘下降.
C.天平仍平衡.
D.无法判定天平是否平衡。
8.在冬季,剩有半瓶热水的暧水瓶经一个夜晚后,第二
天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来.其中主要
原因是( )
A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.白天气温升高,大气压强变大
D.瓶内气体因温度降低而压强减小 图8.3-5
图8.3-6
图8.3-7
9.如右图所示,在光滑水平面上放一个质量为M ,内外壁都光滑的气缸,活塞质量为m ,横截面积为S ,外界大气压强为Po ,现对活塞施一个水平恒力F ,当活塞与气缸无相对滑 动时,气缸内气体的压强为多少?
10.如图所示,质量为m 1的内壁光滑的玻璃管,横截面积为S ,内装有
质量为m 2的水银。
管外壁与斜面的动磨擦因数为63=μ,斜面倾角为θ=30º.当玻璃管与水银共同沿斜面下滑时,被封闭的气体压强为多少
(设大气压强P 0)?
11.如右图所示,在光滑的水平面上有一个横截面积为S 的试
管,管内有质量为m ,可在 管内无摩擦滑动的活塞。
现用活
塞封住一段空气柱,并把试管用绳子系在桌面上以角速度ω
作圆周运动,设大气压为P o .活塞距离圆心为l ,则试管内
气柱压强为多少? 12.由地球的半径R=6.4×106m 及大气压强值p 0=1.0×105
Pa 估算大气层空气的总重。
(结果取一位有效数字)
图8.3-8 图8.3-9。