物理：气体的压强与体积的关系(含图详细讲解)

气体得压强与体积得关系

一、知识要点:

1.知道体积、温度与压强就是描述气体状态得三个参量;知道气体得压强产生得原因;知道热力学温标,知道绝对零度得意义,知道热力学温标与摄氏温标间得关系及其两者间得换算.

气体得三个状态参量

(1).温度:温度在宏观上表示物体得冷热程度;在微观上就是分子平均动能得标志。

热力学温度就是国际单位制中得基本量之一,符号T,单位K(开尔文);摄氏温度就是导出单位,符号t,单位℃(摄氏度)。关系就是t=T-T0,其中T0=273、15K。两种温度间得关系可以表示为:T = t+273、15K与ΔT =Δt,要注意两种单位制下每一度得间隔就是相同得。

0K就是低温得极限,它表示所有分子都停止了热运动。可以无限接近,但永远不能达到。

(2).体积:气体总就是充满它所在得容器,所以气体得体积总就是等于盛装气体得容器得容积。

(3).压强:气体得压强就是由于气体分子频繁碰撞器壁而产生得、压强得大小取决于单位体积内得分子数与分子得平均速率。若单位体积内分子数增大,分子得平均速率也增大,则气体得压强也增大。

一般情况下不考虑气体本身得重量,所以同一容器内气体得压强处处相等。但大气压在宏观上可以瞧成就是大气受地球吸引而产生得重力而引起得。

压强得国际单位就是帕,符号Pa,常用得单位还有标准大气压(atm)与毫米汞柱(mmHg)。它们间得关系就是:1 atm=1、013×105Pa=760 mmHg; 1 mmHg=133、3Pa。

2、会计算液体产生得压强以及活塞对封闭气体产生得压强.

例如:(1)液体产生得压强得几种图形

(2)活塞对封闭气体产生得压强得几种图形

气缸内气体得压强(大气压P0活塞重量为G,砝码重量G1,汽缸重量G2)

／

／S

／S P6=P0+(F-G)／S P7=P0-G2／S 3、学生实验:探究“用DIS 研究在温度不变时,一定质量得气体压强与体积得关

P= P 0 - pgh

0 +pgh

P= P 0 - pghcos θ

P= P 0

P= P 0 - pgh P= P 0 +pgh

P= P 0 -pgH

系”

(1)、 主要器材:注射器、DIS(压强传感器、数据采集器、计算机等). (2)实验目得:探究一定质量得气体在温度不变得条件下得压强与体积得关系 (3).注意事项:

①本实验应用物理实验中常用得控制变量法,探究在气体质量与温度不变得情况下(即等温过程),气体得压强与体积得关系. ②为保持等温变化,实验过程中不要用手握住注射器有气体得部位.同时,改变体积过程应缓慢,以免影响密闭气体得温度.为保证气体密闭,应在活塞与注射器壁问涂上润滑油,注射器内外气体得压强差不宜过大. ③实验中所用得压强传感器精度较高,而气体体积就是直接在注射器上读出得,其误差会直接影响实验结果.

④在等温过程中,气体得压强与体积得关系在P —V 图像中呈现为双曲线.处理实验数据时,要通过变换,即画P 一1/V 图像,把双曲线变为直线,说明P 与V 成反比.这就是科学研究中常用得数据处理得方法,因为一次函数反映得物理规律比较直接,容易得出相关得对实验研究有用得参数.

(4)实验结论:一定质量得某种气体,在温度不变得情况下,压强p 与体积v 成反比,所以p-v 图线就是双曲线,但不同温度下得图线就是不同得。如图就是一定质量得气体分别在t 1、t 2温度下等温变化得p-v 图线,其中温度较高得就是t 2。4.理解玻意耳定律得内容与使用条件,理解气体得等温变

化,能应用玻意耳定律解决质量不变得气体等温变化得简单问题。知道P —V 图象,并认识图象在物理研究中得广泛应用。

V

O

v

图8—1

(1)玻意耳定律内容:一定质量得某种气体,在温度不变得情况下,压强p 与体积V 成反比。这个结论就是英国科学家玻意耳与法国科学家马略特各自通过实验发现得,叫做玻意耳定律。(2)公式: pV= 恒量 p 1V 1=p 2V 2

(3)注意:上述规律,必须满足“一定质量得气体”。1p 、1V 、2p 、2V 分别表示气体在两个不同状态下得压强与体积。

(4)气体等温变化得p-V 图象 一定质量得某种气体,在温度不变得情况下,压强p 与体积V 成反比。如果用纵轴代表气体得压强p ,用横轴代表气体得体积V,所以p-v 图线就是双曲线,二、课堂基础训练: 1、密闭容器中气体得压强:

A 、就是由于气体得重力所产生得;

B 、就是由于气体分子频繁碰撞容器壁所产生得;

C 、就是由于分子之间存在相互作用力而产生得;

D 、当容器自由下落时,气体得压强将减小。 2、(多选)关于大气压强,下列说法中正确得就是:

A 、就是由于地球对大气得吸引作用而产生得;

B 、大气压强得方向总就是竖直向下得;

C 、大气压强得大小随高度得增加而减小;

D 、教室里得大气压强比操场上得大气压强小; 3、(多选)关于热力学温标,下列说法中正确得就是: A 、热力学温标得零K 就是-273.150

C ,叫做绝对零度;

B 、因为热力学温度得每一度得大小与摄氏温度就是相同得,所以00

C 也就就是绝对零度;

C 、绝对零度已经达到了,温度计可以测出开氏零度;

D 、0K 就是低温得极限,就是达不到得。

V

P A

P B

4、当温度升高300C时,用热力学温标表示升高得温度就是:

A、303K ;

B、30K ;

C、243K ;

D、273K 。

5、如图所示,A、B两点代表一定质量理想气体得两个不同

状态,状态A得温度为TA,状态B得温度为TB。由图可知

( )、

A、TB=2TA

B、TB=4TA

C、TB=6TA

D、TB=8TA

6、一定质量得气体由状态A变到状态B得过程如图若A、B两点

位于同一反比例函数得曲线上,则此变化过程中,气体得温度() A、一直下降 B、先上升后下降

C、先下降后上升

D、一直上升

7、如图所示,质量分别为m１与m２得同种气体,分别以恒

定得

温度t１与t２等温变化,变化过程分别用图中等温线1与

2表示,

如m1=m2,则t1____t2 ;如t1=t2,则m1______m2,(填“>”“=”或“<”)