高中物理-封闭气体压强的计算

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选修3-3 气体等圧変化和等容变化-水银柱封闭气体压强计算(内含答案)

选修3-3  气体等圧変化和等容变化-水银柱封闭气体压强计算(内含答案)

高中物理选修3-3 气体气体等压变化和等容变化水银柱封闭气体压强计算专项练习1、如图所示为一均匀薄壁U形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的横截面积为S,内装有密度为ρ的液体。

右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上,卡口与左管上端等高。

活塞与管壁间无摩擦且不漏气。

温度为T0时,左、右管内液面等高,两管内空气柱长度均为L,压强均为大气压强p0,重力加速度为g。

现使左右两管温度同时缓慢升高,在活塞离开卡口上升前,左右两管液面保持不动。

求:(1)右管活塞刚离开卡口上升时,右管封闭气体的压强p1;(2)温度升高到T1为多少时,右管活塞开始离开卡口上升;(3)温度升高到T2为多少时,两管液面高度差为L。

2、如图所示,一足够高的直立气缸上端开口,用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为90cm的气柱,活塞的横截面积为0.01m2,活塞与气缸间的摩擦不计,气缸侧壁通过一个密封接口与U形管相通,密封接口离气缸底部的高度为70cm,气缸与U形管相通处气体体积忽略不计。

在图示状态时气体的问题为17℃,U形管两支管水银面的高度差h1为6cm,右支管内水银面到管口的高度为20cm,大气⁄。

求:压强p0=1.0×105Pa保持不变,水银的密度ρ=13.6×103kg m3(1)活塞的重力;(2)现在将U形管右支管开口端用橡皮塞(厚度不计)封住,并在活塞上添加沙粒,同时对气缸内的气体缓缓加热,让活塞高度始终不变。

当气体温度升高到57℃,不再加沙粒,同时停止对气体加热,这时U形管两支管内水银面的高度差h2变为多少?(气缸内气体温度变化不影响U形管)(3)保持上题中的沙粒质量不变,让气缸内的气体逐渐冷却,那么当气体的温度至少降为多少℃,U形管内的水银开始流动?3、一竖直放置的、长为L的圆筒下端封闭,上端与大气(视为理想气体)相通,初始时筒内气体温度为T1。

现将一颗沿筒壁自由滑动的活塞从上端放进圆筒,活塞下滑过程中气体温度保持不变且没有气体露出,平衡后圆筒内活塞上下两部分气柱长度比为1:3.若将圆筒下部气体温度降至T2,在保持温度不变的条件下将筒T2,大气压强为p0,重倒置,平衡后活塞下端与圆筒下端刚好平齐。

选修3-3--气体等圧変化和等容变化-水银柱封闭气体压强计算(内含答案)

选修3-3--气体等圧変化和等容变化-水银柱封闭气体压强计算(内含答案)

高中物理 选修3-3 气体气体等压变化和等容变化 水银柱封闭气体压强计算专项练习1、如图所示为一均匀薄壁U 形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的横截面积为S ,内装有密度为ρ的液体。

右管内有一质量为m 的活塞搁在固定卡口上,卡口与左管上端等高。

活塞与管壁间无摩擦且不漏气。

温度为 时,左、右管内液面等高,两管内空气柱长度均为L ,压强均为大气压强 ,重力加速度为g 。

现使左右两管温度同时缓慢升高,在活塞离开卡口上升前,左右两管液面保持不动。

求: (1)右管活塞刚离开卡口上升时,右管封闭气体的压强 ; (2)温度升高到 为多少时,右管活塞开始离开卡口上升; (3)温度升高到 为多少时,两管液面高度差为L 。

2、如图所示,一足够高的直立气缸上端开口,用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为90cm 的气柱,活塞的横截面积为0.01m 2,活塞与气缸间的摩擦不计,气缸侧壁通过一个密封接口与U 形管相通,密封接口离气缸底部的高度为70cm ,气缸与U 形管相通处气体体积忽略不计。

在图示状态时气体的问题为17℃,U 形管两支管水银面的高度差 为6cm ,右支管内水银面到管口的高度为20cm ,大气压强Pa 保持不变,水银的密度 。

求: (1)活塞的重力;(2)现在将U 形管右支管开口端用橡皮塞(厚度不计)封住,并在活塞上添加沙粒,同时对气缸内的气体缓缓加热,让活塞高度始终不变。

当气体温度升高到57℃,不再加沙粒,同时停止对气体加热,这时U 形管两支管内水银面的高度差 变为多少?(气缸内气体温度变化不影响U 形管)(3)保持上题中的沙粒质量不变,让气缸内的气体逐渐冷却,那么当气体的温度至少降为多少℃,U 形管内的水银开始流动?3、一竖直放置的、长为L 的圆筒下端封闭,上端与大气(视为理想气体)相通,初始时筒内气体温度为 。

现将一颗沿筒壁自由滑动的活塞从上端放进圆筒,活塞下滑过程中气体温度保持不变且没有气体露出,平衡后圆筒内活塞上下两部分气柱长度比为1:3.若将圆筒下部气体温度降至 ,在保持温度不变的条件下将筒倒置,平衡后活塞下端与圆筒下端刚好平齐。

大气气压公式

大气气压公式

大气气压公式
气体压强三大公式为pv=m/MRT;P=F/S;P液=pgh。

1、理想气体压力公式:pv=nrt,其中p为气体压力,v为气体体积,n为气体摩尔数,r为气体常数,t为热力学温度。

2、压力公式:固体压力p=f/s压力:p帕斯卡(pa)压力:f牛顿(n)面积:s平方米(㎡)液体压力p=jgh压力:p帕斯卡(pa)液体密度:每立方米(kg/m3)1公斤。

3、气体压力公式:pv=nrtp1v1/t1=p2v2/t2对同一理想气体系统的压力体积温度进行比较。

因此,以pv/t=nrr为常数,同一理想气体系统n不变。

大气压
大气压是指地球上某个位置的空气产生的压强。

地球表面的空气受到重力作用,由此而产生了大气压强.地球上面的空气层密度不是相等的,靠近地表层的空气密度较大,高层的空气稀薄,密度较小.大气压强既然是由空气重力产生的,高度大的地方,它上面空气柱的高度小,密度也小。

所以距离地面越高,大气压强越小.通常情况下,在2千米以下,高度每升高12米,大气压强降低1毫米水银柱。

气体和液体都具有流动性,它们的压强有相似之处、大气压向各个方向都有,在同一位置各个方向的大气压强相等.但是由于大气的密度不是均匀的,所以大气压强的计算不能应用液体压强公式。

高中物理选修3-3大题知识点及经典例题

高中物理选修3-3大题知识点及经典例题

高中物理选修3-3大题知识点及经典例题气体压强的产生与计算1.产生的原因:由于大量分子无规则运动而碰撞器壁,形成对器壁各处均匀、持续的压力,作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。

2.决定因素(1)宏观上:决定于气体的温度和体积。

(2)微观上:决定于分子的平均动能和分子的密集程度。

3.平衡状态下气体压强的求法(1)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方程,求得气体的压强。

(2)力平衡法:选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析,得到液柱(或活塞)的受力平衡方程,求得气体的压强。

(3)等压面法:在连通器中,同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等。

液体内深h处的总压强p=p0+ρgh,p0为液面上方的压强。

4.加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象,进行受力分析,利用牛顿第二定律列方程求解。

考向1 液体封闭气体压强的计算若已知大气压强为p0,在图2-2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。

图2-2[解析]在甲图中,以高为h的液柱为研究对象,由二力平衡知p甲S=-ρghS+p0S所以p甲=p0-ρgh在图乙中,以B液面为研究对象,由平衡方程F上=F下有:p A S+ρghS=p0Sp乙=p A=p0-ρgh在图丙中,仍以B液面为研究对象,有p A′+ρgh sin 60°=p B′=p0所以p丙=p A′=p0-32ρgh在图丁中,以液面A为研究对象,由二力平衡得p丁S=(p0+ρgh1)S所以p丁=p0+ρgh1。

[答案]甲:p0-ρgh乙:p0-ρgh丙:p0-32ρgh1丁:p0+ρgh1考向2 活塞封闭气体压强的求解如图2-3中两个汽缸质量均为M,内部横截面积均为S,两个活塞的质量均为m,左边的汽缸静止在水平面上,右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。

【高中物理】专题封闭气体的压强和气体变质量问题 高中物理同步备课(人教版2019选择性必修第三册)

【高中物理】专题封闭气体的压强和气体变质量问题  高中物理同步备课(人教版2019选择性必修第三册)

例题分析
例:如图所示,长50 cm的玻璃管开口向上竖直放置,用15 cm长的水银柱封闭了一
段20 cm长的空气柱,外界大气压强相当于75 cm水银柱产生的压强。现让玻璃管自
由下落。不计空气阻力,求稳定时气柱的长。(可以认为气柱温度没有变化)
解析:假设自由下落过程中,水银没有溢出。根据玻意耳定律得
p1l1S=p2l2S
为p0=76 cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周,求在开口向下和转回到原
来位置时管中空气柱的长度(在转动过程中没有发生漏气,气体状态变化可视为等温变化)。
法二:在气体与水银相接触处,水银柱上取一液片为研
究对象,其处于静止状态,根据受力平衡确定气体各状
态的压强。
解析:
玻璃管开口向上时
知识点拨
1.一只手握住玻璃管中部,在管内灌满水银,排出空气,用另一只手指紧紧堵住
玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里,待开口端全部浸入水银槽
内时放开手指,将管子竖直固定,当管内水银液面停止下降时,读出此时水银液柱
与水槽中水平液面的竖直高度差,约为760mm。
2.逐渐倾斜玻璃管,发现管内水银柱的竖直高度不变。
析,列平衡方程求气体压强。
(2)①pA=p0-ph=71 cmHg
②pA=p0-ph=66 cmHg
③pA=p0+ph=(76+10×sin30°)cmHg=81 cmHg
④pA=p0-ph=71 cmHg pB=pA-ph=66 cmHg
例题分析
例:如图所示,在长为57 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内,用4 cm高
(1)玻璃管水平放置时,管内气体的长度。
(2)玻璃管开口竖直向下时,管内气体的长度。(假设水银没有流出)

高中化学压强知识点总结

高中化学压强知识点总结

高中化学压强知识点总结一、压强的基本概念压强是指单位面积上的力的大小,是描述物体表面受到压力的物理量。

在高中化学中,压强的概念主要应用于气体,即气体压强。

气体压强是由于气体分子与容器壁的碰撞而产生的,其大小与气体分子的数密度和分子的平均动能有关。

二、理想气体定律理想气体定律是描述理想气体状态的基本方程,表达式为 \( PV =nRT \),其中 \( P \) 代表压强,\( V \) 代表气体体积,\( n \)代表气体的物质的量,\( R \) 是理想气体常数,\( T \) 代表气体的绝对温度。

该定律假设气体分子之间没有相互作用力,并且分子本身的体积可以忽略不计。

三、气体压强的测量气体压强的测量通常使用压强计进行。

常见的压强计有水银压强计和无水银压强计两种。

水银压强计通过测量水银柱的高度来确定压强的大小,而无水银压强计则使用弹性金属膜或其他材料来感应压强的变化。

四、气体压强的计算1. 玻意耳定律:在恒定温度下,气体的压强和体积成反比,即\( P_1V_1 = P_2V_2 \)。

2. 查理定律:在恒定体积下,气体的压强和绝对温度成正比,即\( P \propto T \)。

3. 盖-吕萨克定律:在恒定压强下,气体的体积和绝对温度成正比,即 \( V \propto T \)。

五、实际气体与理想气体的差异实际气体由于分子间存在相互作用力以及分子本身具有一定的体积,在低压和高温条件下,其行为接近理想气体。

但在高密度和低温度条件下,实际气体的压强会低于理想气体的预测值,这是因为分子间的作用力导致分子碰撞的减少。

六、气体混合定律当多种气体混合在一起时,混合气体的总压强等于各组分气体压强的总和,前提是各组分气体的分子间不发生化学反应。

这一定律称为道尔顿分压定律。

七、气体溶解度与亨利定律气体的溶解度是指在一定温度和压强下,气体在溶剂中的最大溶解量。

亨利定律描述了在低浓度下,气体在液体中的溶解度与其压强成正比,表达式为 \( S = kHP \),其中 \( S \) 代表气体的溶解度,\( kH \) 是亨利定律常数,\( P \) 代表气体的压强。

高中物理-封闭气体压强的计算

高中物理-封闭气体压强的计算

难点突破:用气体实验定律解题的思路1.根本解题思路(1)选取研究对象:它可以是由两个或多个物体组成的系统,也可以是全部气体和*一局部气体(状态变化时质量必须一定).(2)确定状态参量:找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式.(3)认识变化过程:除题设条件已指明外,常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定.(4)列出相关方程.封闭气体压强的计算1.系统处于平衡状态的气体压强的计算方法(1)液体封闭的气体压强确实定①平衡法:选与气体接触的液柱为研究对象进展受力分析,利用它的受力平衡,求出气体的压强.②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,由两侧压强相等建立方程求出压强.液体内部深度为h处的总压强p=p0+ρgh,例如,图中同一水平液面C、D处压强相等,则p A=p0+ρgh.(2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强确实定:由于该固体必定受到被封闭气体的压力,可通过对该固体进展受力分析,由平衡条件建立方程来找出气体压强与其他各力的关系.2.加速运动系统中封闭气体压强的计算方法一般选与气体接触的液柱或活塞、汽缸为研究对象,进展受力分析,利用牛顿第二定律列方程求出封闭气体的压强.如下图,当竖直放置的玻璃管向上加速时,对液柱受力分析有:pS-p0S-mg =ma,S为玻璃管横截面积,得p=p0+.3.分析压强时的注意点(1)气体压强与大气压强不同,大气压强由于重力而产生,随高度增大而减小,气体压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的,大小不随高度而变化;封闭气体对器壁的压强处处相等.(2)求解液体内部深度为h处的总压强时,不要忘记液面上方气体的压强.用气体实验定律解题的思路1.根本解题思路(1)选取研究对象:它可以是由两个或多个物体组成的系统,也可以是全部气体和*一局部气体(状态变化时质量必须一定).(2)确定状态参量:找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式.(3)认识变化过程:除题设条件已指明外,常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定.(4)列出相关方程.2.对两局部气体的状态变化问题总结多个系统相互联系的定质量气体问题,往往以压强建立起系统间的关系,各系统独立进展状态分析,要确定每个研究对象的变化性质,分别应用相应的实验定律,并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联.假设活塞可自由移动,一般要根据活塞平衡确定两局部气体的压强关系.变质量气体问题的分析方法这类问题的关键是巧妙地选择研究对象,把变质量转化为定质量问题.常见变质量气体问题有:(1)打气问题:选择原有气体和即将充入的气体作为研究对象,就可把充气过程中的气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题.(2)抽气问题:将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象,质量不变,故抽气过程可以看成是等温膨胀过程.(3)灌气问题:把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象,可将变质量问题转化为定质量问题.(4)漏气问题:选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象,便可使问题变成一定质量气体的状态变化,可用理想气体的状态方程求解.液柱(活塞)的移动问题的分析方法此类问题的特点是气体的状态参量p、V、T都发生了变化,直接判断液柱或活塞的移动方向比拟困难,通常先进展气体状态的假设,然后应用查理定律可以简单地求解.其一般思路为:(1)先假设液柱或活塞不发生移动,两局部气体均做等容变化.(2)对两局部气体分别应用查理定律,求出每局部气体压强的变化量Δp=p,并加以比拟.①如果液柱或活塞两端的横截面积相等,则假设Δp均大于零,意味着两局部气体的压强均增大,则液柱或活塞向Δp值较小的一方移动;假设Δp均小于零,意味着两局部气体的压强均减小,则液柱或活塞向压强减小量较大的一方(即|Δp|较大的一方)移动;假设Δp相等,则液柱或活塞不移动.②如果液柱或活塞两端的横截面积不相等,则应考虑液柱或活塞两端的受力变化(ΔpS),假设Δp均大于零,则液柱或活塞向ΔpS较小的一方移动;假设Δp 均小于零,则液柱或活塞向|ΔpS|较大的一方移动;假设ΔpS相等,则液柱或活塞不移动.气体图象问题的分析要点对气体状态变化图象的理解应注意两点:(1)图象上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态,它对应着三个状态参量;图象上的*一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程.(2)熟练掌握同一过程的p—V、V—T、p—T图象之间的转化,必要时能作出辅助的状态变化图线.如在V—T或p—T图象中,比拟两个状态的压强或体积大小,可以用这两个状态到原点连线的斜率大小来判断.斜率越大,压强或体积越小;斜率越小,压强或体积越大.计算气体压强的常用方法气体压强的计算问题,可以转化为力学问题进展处理。

(完整版)高中物理:封闭气体压强的计算

(完整版)高中物理:封闭气体压强的计算

专题:密闭气体压强的计算一、平衡态下液体封闭气体压强的计算1. 理论依据①液体压强的计算公式p = ρgh。

②液面与外界大气相接触。

则液面下h处的压强为p = p0 + ρgh③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)④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。

2、计算的方法步骤(液体密封气体)①选取假想的一个液体薄片(其自重不计)为研究对象②分析液体两侧受力情况,建立力的平衡方程,消去横截面积,得到液片两面侧的压强平衡方程③解方程,求得气体压强例1:试计算下述几种情况下各封闭气体的压强,已知大气压P 0,水银的密度为ρ,管中水银柱的长度均为L。

均处于静止状态θθ8练1:计算图一中各种情况下,被封闭气体的压强。

(标准大气压强p0=76cmHg,图中液体为水银图一练2、如图二所示,在一端封闭的U形管内,三段水银柱将空气柱A、B、C封在管中,在竖直放置时,AB两气柱的下表面在同一水平面上,另两端的水银柱长度分别是h1和h2,外界大气的压强为p0,则A、B、C三段气体的压强分别是多少?、练3、如图三所示,粗细均匀的竖直倒置的U型管右端封闭,左端开口插入水银槽中,封闭着两段空气柱1和2。

已知h1=15cm,h2=12cm,外界大气压强p0=76cmHg,求空气柱1和2的压强。

二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强的计算1. 解题的基本思路(1)对活塞(或气缸)进行受力分析,画出受力示意图;(2)列出活塞(或气缸)的平衡方程,求出未知量。

注意:不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。

例2 如图四所示,一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置,金属圆板A 的上表面是水平的,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之间的摩擦。

若大气压强为P 0,则被圆板封闭在容器中的气体压强P 等于( ) A. P Mg S 0+cos θ B. P Mg S 0cos cos θθ+ C.P Mg S 02+cos θ D. P Mg S 0+图四练习4:三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。

高中物理第八章气体第2节气体的等容变化和等压变化讲义含解析新人教版选修3_3

高中物理第八章气体第2节气体的等容变化和等压变化讲义含解析新人教版选修3_3

第2节气体的等容变化和等压变化1.查理定律:一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强p 与热力学温度T 成正比,即p T=C 。

2.盖-吕萨克定律:一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积V 与热力学温度T 成正比,即V T=C 。

3.玻意耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律的适用条件均为一定质量的某种气体。

一、气体的等容变化 1.等容变化一定质量的某种气体,在体积不变时,压强随温度的变化。

2.查理定律 (1)内容:一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强p 与热力学温度T 成正比。

(2)表达式:p T =C 或p 1T 1=p 2T 2。

(3)适用条件:①气体的质量不变;②气体的体积不变。

3.等容线一定质量的气体,在体积不变时,其p ­T 图像是一条过原点的直线,这条直线叫做等容线。

二、气体的等压变化 1.等压变化一定质量的某种气体,在压强不变时,体积随温度的变化。

2.盖-吕萨克定律 (1)内容:一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,体积V 与热力学温度T 成正比。

(2)表达式:V =CT 或V T =C 或V 1T 1=V 2T 2。

(3)适用条件:①气体的质量不变;②气体的压强不变。

3.等压线一定质量的气体,在压强不变时,其V ­T 图像是一条过原点的直线,这条直线叫做等压线。

1.自主思考——判一判(1)气体的温度升高,气体体积一定增大。

(×)(2)一定质量的气体,在压强不变时体积与温度成正比。

(×)(3)一定质量的某种气体,在压强不变时,其V ­T 图像是过原点的直线。

(√) (4)一定质量的气体在体积不变的情况下,气体的压强与摄氏温度成正比。

(×) (5)pV =C 、p T =C 、V T=C ,三个公式中的常数C 是同一个值。

(×) 2.合作探究——议一议(1)某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中,在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了,而手表没有受到任何撞击,你知道其中的原因吗?提示:手表表壳可以看成一个密闭容器,出厂时封闭着一定质量的气体,登山过程中气体发生等容变化,因为高山山顶附近的压强比山脚处小很多,内外压力差超过表盘玻璃的承受限度,便会发生爆裂。

气体压强及计算

气体压强及计算

解析:水银柱做匀速圆周运动所需向心力由液柱两侧气体压力差提供,应用牛顿第 二定律列方程进行计算.气体问题中应用牛顿第二定律列式时,式中气体压力F=pS中 的“p”必须采用国际单位, 如题中告诉压强为75 cmHg,则应写成p=ρgh=13.6×103×9.8×75×10-2 Pa.
选取水银柱为研究对象, 转动所需向心力由液柱两侧气体压力差提供 (p-p0)S=mω2R
1、连通器原理:同一种液体在同一水平面上的压强相等。 巧取等压液面。
2、平衡条件法: 求用液体(水银)、固体(活塞)封闭在静止容器中的气体的压强时,应对液体或 固体进行受力分析,然后根据平衡条件列方程进行求解。
典例分析1:如图,设大气压为P0,试求玻璃管中被水银封闭的气体的压强?
h1
h2
h3
课堂练习
式中:m=ρl1S,

l1 2
解得:
P

P0

l12 (l2

l0

l1 2
)
课堂练习
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压强?
水银柱相对玻璃管静止,则二者加速度相等, 以水银柱为研究对象,对其进行受力分析如 图所示; 以水银柱为研究对象应用牛顿第二定律有: mgsin30°+p0s-ps=ma 解得;p=p0=76 cmHg
典例分析4、如图所示的试管内由水银封有一定质量的气体,静止时气柱长为L0,大气
压强为P0.当试管绕竖直轴以角速度ω在水平面内匀速转动时气柱长变为L.其他尺寸如 图所示.求转动时的气体压强(设温度不变,管截面积为S,水银密度为ρ).

人教版高中物理选修3-3教学案:第八章 第1节 气体的等温变化-含解析

人教版高中物理选修3-3教学案:第八章 第1节 气体的等温变化-含解析

第1节气体的等温变化1.一定质量的气体,在温度不变的条件下,其压强与体积变化时的关系,叫做气体的等温变化。

2.玻意耳定律:一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强p 与体积V 成反比,即pV =C 。

3.等温线:在p -V 图像中,用来表示温度不变时,压强和体积关系的图像,它们是一些双曲线。

在p -1V 图像中,等温线是倾斜直线。

一、探究气体等温变化的规律 1.状态参量研究气体性质时,常用气体的温度、体积、压强来描述气体的状态。

2.实验探究二、玻意耳定律1.内容一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比。

2.公式pV=C或p1V1=p2V2。

3.条件气体的质量一定,温度不变。

4.气体等温变化的p -V图像气体的压强p随体积V的变化关系如图8-1-1所示,图线的形状为双曲线,它描述的是温度不变时的p -V关系,称为等温线。

一定质量的气体,不同温度下的等温线是不同的。

图8-1-11.自主思考——判一判(1)一定质量的气体压强跟体积成反比。

(×)(2)一定质量的气体压强跟体积成正比。

(×)(3)一定质量的气体在温度不变时,压强跟体积成反比。

(√)(4)在探究气体压强、体积、温度三个状态参量之间关系时采用控制变量法。

(√)(5)玻意耳定律适用于质量不变、温度变化的气体。

(×)(6)在公式pV=C中,C是一个与气体无关的参量。

(×)2.合作探究——议一议(1)用注射器对封闭气体进行等温变化的实验时,在改变封闭气体的体积时为什么要缓慢进行?提示:该实验的条件是气体的质量一定,温度不变,体积变化时封闭气体自身的温度会发生变化,为保证温度不变,应给封闭气体以足够的时间进行热交换,以保证气体的温度不变。

(2)玻意耳定律成立的条件是气体的温度不太低、压强不太大,那么为什么在压强很大、温度很低的情况下玻意耳定律就不成立了呢?提示:①在气体的温度不太低、压强不太大时,气体分子之间的距离很大,气体分子之间除碰撞外可以认为无作用力,并且气体分子本身的大小也可以忽略不计,这样由玻意耳定律计算得到的结果与实际的实验结果基本吻合,玻意耳定律成立。

高中物理:封闭气体压强的计算

高中物理:封闭气体压强的计算

专题:密闭气体压强的计算一、平衡态下液体封闭气体压强的计算1. 理论依据①液体压强的计算公式p = ρgh。

②液面与外界大气相接触。

则液面下h处的压强为p = p0 + ρgh③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)④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。

2、计算的方法步骤(液体密封气体)①选取假想的一个液体薄片(其自重不计)为研究对象②分析液体两侧受力情况,建立力的平衡方程,消去横截面积,得到液片两面侧的压强平衡方程③解方程,求得气体压强例1:试计算下述几种情况下各封闭气体的压强,已知大气压P 0,水银的密度为ρ,管中水银柱的长度均为L。

均处于静止状态θθ8练1:计算图一中各种情况下,被封闭气体的压强。

(标准大气压强p0=76cmHg,图中液体为水银图一练2、如图二所示,在一端封闭的U形管内,三段水银柱将空气柱A、B、C封在管中,在竖直放置时,AB两气柱的下表面在同一水平面上,另两端的水银柱长度分别是h1和h2,外界大气的压强为p0,则A、B、C三段气体的压强分别是多少?、练3、如图三所示,粗细均匀的竖直倒置的U型管右端封闭,左端开口插入水银槽中,封闭着两段空气柱1和2。

已知h1=15cm,h2=12cm,外界大气压强p0=76cmHg,求空气柱1和2的压强。

二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强的计算1. 解题的基本思路(1)对活塞(或气缸)进行受力分析,画出受力示意图;(2)列出活塞(或气缸)的平衡方程,求出未知量。

注意:不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。

例2 如图四所示,一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置,金属圆板A 的上表面是水平的,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之间的摩擦。

若大气压强为P 0,则被圆板封闭在容器中的气体压强P 等于( ) A. P Mg S 0+cos θ B. P Mg S 0cos cos θθ+ C.P Mg S 02+cos θ D. P Mg S 0+图四练习4:三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。

高中化学气体压强的混合计算与实例

高中化学气体压强的混合计算与实例

高中化学气体压强的混合计算与实例在高中化学学习中,气体压强的混合计算是一个重要的考点。

它涉及到理想气体状态方程、道尔顿定律以及气体分压的概念。

正确掌握这些知识点,可以帮助我们解决各种与气体压强相关的问题。

本文将通过一些实例来说明气体压强的混合计算的方法和技巧。

首先,我们来看一个简单的例子。

假设有一个容器中充满了两种气体,分别是氧气和氮气。

氧气的分压为2.0 atm,氮气的分压为3.0 atm。

我们需要计算容器中的总压强。

根据道尔顿定律,混合气体的总压强等于各组分气体的分压之和。

因此,我们可以将氧气和氮气的分压相加,得到总压强为2.0 atm + 3.0 atm = 5.0 atm。

在实际问题中,有时候我们需要计算混合气体中某一组分气体的分压。

下面我们来看一个例子。

假设一个容器中有氧气、氮气和水蒸气,其中氧气的分压为1.5 atm,氮气的分压为2.0 atm,总压强为5.0 atm。

我们需要计算水蒸气的分压。

首先,我们需要知道混合气体的总压强等于各组分气体的分压之和。

由此可得,水蒸气的分压为5.0 atm - 1.5 atm - 2.0 atm = 1.5 atm。

除了计算分压,有时候我们还需要计算混合气体中某一组分气体的摩尔分数。

下面我们来看一个例子。

假设一个容器中有氧气、氮气和二氧化碳,其中氧气的分压为2.0 atm,氮气的分压为3.0 atm,二氧化碳的分压为1.0 atm。

我们需要计算氧气的摩尔分数。

首先,我们需要根据道尔顿定律计算混合气体的总压强。

由此可得,总压强为2.0 atm + 3.0 atm + 1.0 atm = 6.0 atm。

然后,我们可以利用氧气的分压除以总压强,得到氧气的摩尔分数为2.0 atm / 6.0 atm = 1/3。

通过以上的例子,我们可以看出,气体压强的混合计算主要涉及到道尔顿定律和气体分压的概念。

在解题过程中,我们需要注意以下几点:首先,要正确理解道尔顿定律。

高中物理:封闭气体压强的计算

高中物理:封闭气体压强的计算

专题:密闭气体压强的计算、平衡态下液体封闭气体压强的计算1. 理论依据①液体压强的计算公式p = ;-gh o②液面与外界大气相接触。

则液面下h处的压强为p = p0 + Pgh③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)④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。

2、计算的方法步骤(液体密封气体)①选取假想的一个液体薄片(其自重不计)为研究对象②分析液体两侧受力情况,建立力的平衡方程,消去横截面积,得到液片两面侧的压强平衡方程③解方程,求得气体压强PS图一练2、如图二所示,在一端封闭的U形管内,三段水银柱将空气柱A B、C封在管中,在竖直放置时,AB两气柱的下表面在同一水平面上,另两端的水银柱长度分别是hl和h2,外界大气的压强为p0,则A、B C三段气体的压强分别是多少?、练3、如图三所示,粗细均匀的竖直倒置的U型管右端封闭,左端开口插入水银槽中,封闭着两段空气柱1和2。

已知h1=15cm, h2=12cm,外界大气压强p0=76cmHg求空气柱1和2的压强。

练1:计算图一中各种情况下,被封闭气体的压强。

(标准大气压强pO=76cmHg图中液体为水银nr 5 P二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强的计算 1. 解题的基本思路(1)对活塞(或气缸)进行受力分析,画出受力示意图;(2 )列出活塞(或气缸)的平衡方程,求出未知量。

注意:不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。

例2如图四所示,一个横截面积为 S 的圆筒形容器竖直放置,金属圆板A 的上表面是水平的,下表面是倾斜的,下表面与水平面的夹角为 0,圆板的质量为 M 。

不计圆板与容器内壁之间的摩擦。

若大气压强为P o ,则被圆板封闭在容器中的气体压强P 等于()练习5、如图六所示,活塞质量为 m 缸套质量为 M 通过弹簧吊在天花板上,气缸内封住了一定质量的 空气,而活塞与缸套间无摩擦 ,活塞面积为S,则下列说法正确的是(P o 为大气压强)() A 、 内外空气对缸套的总作用力方向向上,大小为 Mg B 、 内外空气对缸套的总作用力方向向下,大小为 mg C 、 气缸内空气压强为 P o -Mg/S D 气缸内空气压强为 P o +mg/S练习6、所示,水平放置的气缸 A 和B 的活塞面积分别为 S a 和S b 且S a S b ,它们可以无摩擦地沿器壁自由滑 动,气缸内圭寸有气体。

人教版高中物理选修3-3气体的等温变化知识点突破(解析版)

人教版高中物理选修3-3气体的等温变化知识点突破(解析版)

8.1 气体的等温变化学习目标1.了解玻意耳定律的内容、表达式及适用条件。

2.了解p-V图象的物理意义。

重点:1.掌握玻意耳定律的内容和公式。

2.理解气体等温变化的p-V图象的物理意义。

难点:1.理解气体等温变化的p-V图象的物理意义。

2.会用玻意耳定律计算有关的问题。

知识点一、等温变化1.气体的状态和状态参量:用以描述气体宏观性质的物理量,叫状态参量。

对于一定质量的某种气体来说,描述其宏观性质的物理量有温度、体积、压强三个。

(1)体积:指气体分子所能达到的空间,即气体所能充满的容器的容积。

(2)温度:从宏观角度看表示物体的冷热程度。

从微观角度看,温度是物体分子热运动的平均动能的标志。

(3)压强:垂直作用于容器壁单位面积上的压力。

单位:帕Pa。

2.气体的状态由状态参量决定,对一定质量的气体来说,当三个状态参量都不变时,我们就说气体的状态一定,否则气体的状态就发生了变化。

对于一定质量的气体,压强、温度、体积三个状态参量中只有一个量变而其他量不变是不可能的,起码其中的两个量变或三个量都发生变化。

3.等温变化:一定质量的气体,在温度不变的条件下其压强与体积变化时的关系。

【题1】下列过程可能发生的是A.气体的温度变化,但压强、体积保持不变B.气体的温度、压强保持不变,而体积发生变化C.气体的温度保持不变,而压强、体积发生变化D.气体的温度、压强、体积都发生变化【答案】CD【解析】p、V、T三个量中,可以两个量发生变化,一个量恒定;也可以三个量同时发生变化;一个量变化的情况是不存在的,故C、D选项正确。

【题2】(多选)一定质量的气体,在等温变化过程中,下列物理量中发生改变的有A.分子的平均速率B.单位体积内的分子数C.气体的压强D.分子总数【答案】BC【解析】温度不变,对于一定质量的气体,分子的平均动能不变,分子的平均速率也不会变;但体积和压强可以发生变化,故选B、C。

知识点二、实验:探究等温变化的规律1.实验器材:如图所示,有铁架台,带压力表的注射器、铁夹等。

高二物理理想气体状态方程、气体压强的计算知识精讲

高二物理理想气体状态方程、气体压强的计算知识精讲

高二物理理想气体状态方程、气体压强的计算知识精讲气体的体积、压强、温度间的关系,气体分子运动的特点,气体压强的微观意义(A 级要求)。

这期复习内容比高考要求要高,多讲理想气体状态方程,气体压强的计算。

求封闭气体的压强,本质还是力学问题,求解思路一般以被封闭气体的液柱或活塞为研究对象,进行受力分析,再利用平衡条件或牛顿第二定律列方程求解。

在用气态方程解决多部分气体或多过程问题时,要先隔离各部分气体,确定每部分气体的多个不同状态、及状态参量,再找出体积或压强联系,然后联立方程求解。

一. 气体的状态参量:1. 体积V :描述气体的几何参量宏观角度:气体没有固定的体积,通常说气体体积是指一定质量气体所占据的容器的容积。

由于气体分子之间有间隙,气体体积并不是气体分子体积的总和。

微观角度:气体分子做无规则热运动所能到达空间。

2. 温度(T 和t ):气体的热学参量宏观意义:表示物体冷热程度,决定热传递过程中内能传递的数量与方向。

微观意义:是大量分子无规则热运动平均动能的标志,反映大量分子无规则热运动的剧烈程度。

数值表示法:(1)摄氏温标t :单位℃。

(2)热力学温标T :单位K ,把-273℃作为0K 。

(3)两种温标关系:T t =+273就每一度大小来说,热力学温度和摄氏温度相等∆∆T t =,只是零值的起点不同而已。

(4)绝对零度0K 是低温的极限,不可能达到。

3. 压强:描述气体的力学参量。

宏观意义:气体作用在器壁单位面积上的压力,大小取决于气体的密度和温度。

微观意义:是由大量气体分子无规则热运动对器壁的碰撞产生的,大小取决于单位体积内的分子数和分子平均速率。

单位:atm Pa cmHg mmHg ,,, 1760101105atm mmHg Pa ==⨯.4. 三参量关系:一定质量的气体,p 和T 、V 有关,只有一个状态,参量改变是不可能的,至少两个或三个参量同时改变。

二. 理想气体状态方程:1. 理想气体:理想气体是一种理想化模型,指能严格遵守三个实验定律的气体,气体分子间无作用力,分子势能为零。

人教版高中物理教材《气体、固体和液体》优质-公开课PPT

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2.平衡时固体封闭气体压强的计算:固体封闭气体压强计算的 典型问题是汽缸和活塞封闭气体压强的计算,通常选活塞或汽缸为 研究对象,对其进行受力分析,列平衡方程求封闭气体的压强。
抽气时,活塞每拉动一次,把容器中的气体的体积从 V 膨胀为 V+V0,而容器中的气体压强就要减小,活塞推动时,将抽气筒中的 V0 气体排出,而再次拉动活塞时,将容器中剩余的气体从 V 又膨胀 到 V+V0,容器内的压强继续减小,根据玻意耳定律得
第一次抽气:p0V=p1(V+V0),则 p1=V+VV0p0
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1.充气问题:向球、轮胎等封闭容器中充气是一个典型的变质 量的气体问题。只要选择容器内原有气体和即将打入的气体作为研 究对象,就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问 题。
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【例 2】 一只两用活塞气筒的原理如图所示(打气时如图甲, 抽气时如图乙),其筒内体积为 V0,现将它与另一只容积为 V 的容器 相连接,气筒和容器内的空气压强为 p0,已知气筒和容器导热性能 良好,当分别作为打气筒和抽气筒时,活塞工作 n 次后,在上述两 种情况下,容器内的气体压强分别为多少?

高中物理大气压强公式

高中物理大气压强公式

高中物理大气压强公式
大气压强公式:P=ρgh
p表示:压强,单位:帕斯卡(pa),ρ表示:液体密度,单位:千克每立方米(kg/m³),g表示:重力加速度,g=9.8N/kg,h表示:深度,单位:米(m)。

大气压强不但随高度变化,在同一地点也不是固定不变的,通常把1.01325×10^5Pa的大气压强叫做标准大气压强。

它相当于760mm水银柱所产生的压强。

标准大气压也可以叫做760mm水银柱大气压。

标准大气压强的值在一般计算中常取1.01×10^5Pa(101KPa),在粗略计算中还可以取作10^5Pa(100KPa)。

大气压强:
1、大气压强是指地球上某个位置的空气产生的压强,地球表面的空气受到重力作用,由此而产生了大气压强。

2、气体和液体都具有流动性,它们的压强有相似之处、大气压向各个方向都有,在同一位置各个方向的大气压强相等。

但是由于大气的密度不是均匀的,所以大气压强的计算不能应用液体压强公式。

3、被密封在某种容器中的气体,其压强是大量的做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的。

它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的。

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难点突破:用气体实验定律解题的思路1基本解题思路(1)选取研究对象:它可以是由两个或多个物体组成的系统,也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定).(2)确定状态参量:找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式.⑶认识变化过程:除题设条件已指明外,常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定.(4)列出相关方程.圭寸闭气体压强的计算1.系统处于平衡状态的气体压强的计算方法(1)液体圭寸闭的气体压强的确定①平衡法:选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分析,利用它的受力平衡,求出气体的压强.②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,由两侧压强相等建立方程求出压强.液体内部深度为h处的总压强p= p o+ p gh 例如,图中同一水平液面C、D处压强相等,则P A= p o + p gh(2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定:由于该固体必定受到被封闭气体的压力,可通过对该固体进行受力分析,由平衡条件建立方程来找出气体压强与其他各力的关系.2•加速运动系统中封闭气体压强的计算方法一般选与气体接触的液柱或活塞、汽缸为研究对象,进行受力分析,利用牛顿第二定律列方程求出封闭气体的压强.如图所示,当竖直放置的玻璃管向上加速时,对液柱受力分析有:pS— p o S-m (g + a)mg= ma, S为玻璃管横截面积,得p= p o+ S .3 •分析压强时的注意点(1)气体压强与大气压强不同,大气压强由于重力而产生,随高度增大而减小,气体压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的,大小不随高度而变化;封闭气体对器壁的压强处处相等.(2)求解液体内部深度为h处的总压强时,不要忘记液面上方气体的压强.囱口用气体实验定律解题的思路1 •基本解题思路(1)选取研究对象:它可以是由两个或多个物体组成的系统,也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定).(2)确定状态参量:找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式.(3)认识变化过程:除题设条件已指明外,常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定.(4)列出相关方程.2.对两部分气体的状态变化问题总结多个系统相互联系的定质量气体问题,往往以压强建立起系统间的关系,各系统独立进行状态分析,要确定每个研究对象的变化性质,分别应用相应的实验定律,并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联.若活塞可自由移动,一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系.□口变质量气体问题的分析方法这类问题的关键是巧妙地选择研究对象,把变质量转化为定质量问题.常见变质量气体问题有:(1)打气问题:选择原有气体和即将充入的气体作为研究对象,就可把充气过程中的气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题.(2)抽气问题:将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象,质量不变,故抽气过程可以看成是等温膨胀过程.(3)灌气问题:把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象,可将变质量问题转化为定质量问题.⑷漏气问题:选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象,便可使问题变成一定质量气体的状态变化,可用理想气体的状态方程求解.E!口液柱(活塞)的移动问题的分析方法此类问题的特点是气体的状态参量p、V、T都发生了变化,直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难,通常先进行气体状态的假设,然后应用查理定律可以简单地求解•其一般思路为:(1)先假设液柱或活塞不发生移动,两部分气体均做等容变化.(2)对两部分气体分别应用查理定律,求出每部分气体压强的变化量A p= T T p,并加以比较.①如果液柱或活塞两端的横截面积相等,则若A p均大于零,意味着两部分气体的压强均增大,则液柱或活塞向A p值较小的一方移动;若A p均小于零,意味着两部分气体的压强均减小,则液柱或活塞向压强减小量较大的一方(即|巾|较大的一方)移动;若巾相等,则液柱或活塞不移动.②如果液柱或活塞两端的横截面积不相等,则应考虑液柱或活塞两端的受力变化(A pS),若A p均大于零,则液柱或活塞向A pS较小的一方移动;若A p均小于零,则液柱或活塞向|A pS较大的一方移动;若A pS相等,则液柱或活塞不移动. 曰口气体图象问题的分析要点对气体状态变化图象的理解应注意两点:(1)图象上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态,它对应着三个状态参量;图象上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程.(2)熟练掌握同一过程的p—V、V—T、p—T图象之间的转化,必要时能作出辅助的状态变化图线•如在V—T或p—T图象中,比较两个状态的压强或体积大小,可以用这两个状态到原点连线的斜率大小来判断. 斜率越大,压强或体积越小;斜率越小,压强或体积越大.计算气体压强的常用方法气体压强的计算问题,可以转化为力学问题进行处理。

具体如下:参考液面法(1 )主要依据是液体静力学知识:①静止(或匀速)液面下深 h 处的压强为 m 。

注意h 是液体的竖直深度。

②若静止(或匀速)液面与外界大气接触,则液面下深h 处的压强为丁 「 为外界大气压强。

③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。

④连通器原理:在连通器中,同一种液体(中间液体不间断)的同一平面上时压强 是相等的。

(2)计算压强的步骤:① 选取假想的一个液体薄片(不计自身重力)为研究对象;② 分析液片两侧受力情况,建立平衡方程,消去横截面积,得到薄片两侧的压强平 衡方程;③ 解方程,求得气体压强。

【典例】如图(a )所示,水平放置的均匀玻璃 管内,一段长为h=25 cm 的水银柱封闭了长为 L O =20 cm 、温度为t o =27 C 的理想气体,大气压强p o =75 cmHg ,将玻璃管缓慢地转过 90。

角,使它开口向上,后,测得玻璃管内圭寸闭气柱的长度 L i =i7.5 cm 。

问: (1)此时管内封闭气体的温度 t i 是多少?部封闭气体的温度不变,对水银下面的气体加热,当上面气柱长度的减少量并将封闭端浸入热水中,如图(b )所示,待稳定 (a)(2)若用薄塞将管口封闭,此时水银上部封闭气柱的长度为L 2=10 cm 。

保持水银上 A L=0.4 cm时,下面气体的温度是多少?-跟蹿练习1 •如图所示,玻璃管A上端封闭,B上端开口且足够长,两管下端用橡皮管连接起来, A管上端被一段水银柱封闭了一段长为 6 cm的气体,外界大气压为75 cmHg,左右两水银面高度差为5 cm,温度为"27 C。

(1)保持温度不变,上下移动B管,使A管中气体长度变为5 cm,稳定后的压强为多少?(2)稳定后保持B不动,为了让A管中气体体积回复到6 cm,则温度应变为多少?2•如图乙所示,两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中,管的上部有一定长度的水银柱,两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。

开启上部连通左右水银的阀门A,当温度为300 K,平衡时水银柱的位置如图(h i=h2=5 cm , L i=50 cm ),大气压为75 cmHg。

求:(1)右管内气柱的长度L2。

(2)关闭阀门A,当温度升至405 K时,左侧竖直管内气柱的长度L3 (大气压强保持不变)。

☆平衡条件法对于用固体(或活塞)封闭静止容器内的气体,要求气体的压强,可对固体(或活塞)进行受力分析,然后根据平衡条件列式求解。

【典例】如图所示,透热的气缸内圭寸有一定质量的理想气体,缸体质量M=200 kg,活塞质量m=10 kg,活塞面积S=100 cm2,活塞与气缸壁无摩擦且不漏气,此时缸内气体的温度为27 C,活塞刚好位于气缸正中间,整个装置都静止,已知大气压恒为p o=1.O X05Pa,重力加速度为g=10 m/s 2, : ,求:(1)缸内气体的压强p i ;(2 )缸内气体的温度升高到多少摄氏度时,活塞恰好会静止在气缸缸口AB处?.. i跟舞练习1 •圆柱形气缸固定放置在水平地面上,其截面如图所示,用硬杆连接的两个活塞在气缸的左右两侧分别封闭了两部分气体A、B,活塞可自由移动。

两侧的横截面积S A<S B,两活塞间的C部分可通过阀门K实现与外界的连通或断开。

开始时两边气体温度相同,活塞处于平衡状态。

现使两边气体缓慢升高相同的温度,重新平衡后两边气体压强的增量分别为AP A和Z\pBo下列判断正确的是A •若C部分是真空,则在温度升高的过程中活塞始终不动B .若C部分是真空,则最终平衡时ApA= ApBC •若C部分与外界大气连通,则活塞向右移D .若C部分与外界大气连通,则最终平衡时A p A>A p B2 .两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内,如图所示质量均为m=10 kg 的活塞A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度h处,将管内空气封闭,此时管内外空气的压强均为p0=1.0 X O5 Pa,左管和水平管横截面积S i=10 cm2,右管横截面积S> =20 cm2,水平管长为3h,现撤去外力让活塞在管中下降,求两活塞稳定后所处的高度。

(活塞厚度均大于水平管直径,管内气体初末状态温度相同,g取10 m/s2)寸迄动力学法当与气体相连的系统加速运动时,要求气体的压强,可以选择与气体相连的合适的 研究对象(如活塞、气缸等),对其进行受力分析,然后根据牛顿第二定律列动力学方 程进行求解。

在对系统进行分析时,可针对具体情况选用整体法或隔离法。

【典例】如图,在沿水平方向以加速度 a=1 m/s 2匀加速行驶的车厢中,斜靠着与水平方向成0=37°角的气缸。

一质量 m=2 kg 、横截面积S=10 cm 2的光滑活塞,将一定质量 的气体封闭在气缸内,并与气缸保持相对静止。

已知大气压强为P o =1 xiO 5Pa 。

下列说法正确的是 A .气缸对活塞的弹力为16 N B .气缸对活塞的弹力为17.2 N 5 C •气缸内气体的压强为1.1 M 0 Pa 5 D •气缸内气体的压强为2.8 X O Pa...................... 跟踪练习1•高空试验火箭起飞前,仪器舱内气体的压强 直上升的过程中,加速度的大小等于重力加速度 p=O.6p o ,已知仪器舱是密封的,那么,该过程中舱里的温度是多少?2 •如图所示,倾斜的玻璃管长 L=57 cm ,一端封闭、另一端开口向上,倾角 9=30 ° 有4 cm 长的水银柱封闭着 45 cm 长的理想气体,管内外气体的温度均为 33 C,大气压 强 P 0=76 cmHg 。

p o =1 atm ,温度t=27 C 。

在火箭竖 g ,仪器舱内水银气压计的读数为(1 )将璃管缓慢加热,若有2 cm水银柱逸出,则温度需要升高到多少?(2 )若让玻璃管沿倾斜方向向上以a=2 m/s2做匀加速直线运动,则空气柱长度为多少?。

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