物理：氣體的壓強與體積的關(guān)系.doc

1、氣體的壓強與體積的關(guān)系一、知識要點：1知道體積、溫度和壓強是描述氣體狀態(tài)的三個參量；知道氣體的壓強產(chǎn)生的原因；知道熱力學溫標， 知道絕對零度的意義， 知道熱力學溫標與攝氏溫標間的關(guān)系及其兩者間的換算氣體的三個狀態(tài)參量（1）溫度：溫度在宏觀上表示物體的冷熱程度；在微觀上是分子平均動能的標志。熱力學溫度是國際單位制中的基本量之一，符號T，單位 K（開爾文）；攝氏溫度是導出單位，符號t ，單位（攝氏度）。關(guān)系是 t =T- T0，其中 T0=。兩種溫度間的關(guān)系可以表示為：T = t +和T =t ，要注意兩種單位制下每一度的間隔是相同的。0K 是低溫的極限，它表示所有分子都停止了熱運動。可以無限接近

2、，但永遠不能達到。（2）體積：氣體總是充滿它所在的容器，所以氣體的體積總是等于盛裝氣體的容器的容積。（ 3）壓強：氣體的壓強是由于氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的 . 壓強的大小取決于單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率。若單位體積內(nèi)分子數(shù)增大，分子的平均速率也增大，則氣體的壓強也增大。一般情況下不考慮氣體本身的重量，所以同一容器內(nèi)氣體的壓強處處相等。但大氣壓在宏觀上可以看成是大氣受地球吸引而產(chǎn)生的重力而引起的。壓強的國際單位是帕，符號 Pa，常用的單位還有標準大氣壓（ atm）和毫米汞柱 (mmHg)。它們間的關(guān)系是： 1 atm= 105Pa=760 mmHg； 1 mmHg=。2. 會計算液體

3、產(chǎn)生的壓強以及活塞對封閉氣體產(chǎn)生的壓強例如：（1）液體產(chǎn)生的壓強的幾種圖形hhh?hP= P0 +pghP= P0P=P- pghP= 0- pghcos0Phhhh00+pghP= P -pgHP= P- pghP= P0（ 2）活塞對封閉氣體產(chǎn)生的壓強的幾種圖形氣缸內(nèi)氣體的壓強（大氣壓P0 活塞重量為 G，砝碼重量 G1，汽缸重量 G2）FG1P1=P0+G SP2=P0+(G+G1)SP3= P0+(G-F )SFP4=P0P5=P0-GSP6=P0+(F-G)SP7=P0-G2S3. 學生實驗：探究“用 DIS 研究在溫度不變時， 一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關(guān)系”（ 1） . 主要器材

4、：注射器、 DIS( 壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機等 ) （ 2）實驗目的 : 探究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的條件下的壓強與體積的關(guān)系（ 3）注意事項：本實驗應用物理實驗中常用的 控制變量 法，探究在氣體質(zhì)量和溫度不變的情況下 ( 即等溫過程 ) ，氣體的壓強和體積的關(guān)系為保持等溫變化，實驗過程中不要用手握住注射器有氣體的部位同時，改變體積過程應緩慢， 以免影響密閉氣體的溫度 為保證氣體密閉， 應在活塞與注射器壁問涂上潤滑油，注射器內(nèi)外氣體的壓強差不宜過大實驗中所用的壓強傳感器精度較高，而氣體體積是直接在注射器上讀出的，其誤差會直接影響實驗結(jié)果在等溫過程中， 氣體的壓強和體積的關(guān)系在 P V

5、 圖像中呈現(xiàn)為雙曲線 處理實驗數(shù)據(jù)時，要通過變換，即畫 P 一 1/V 圖像，把雙曲線變?yōu)橹本€，說明 P和 V 成反比這是科學研究中常用的數(shù)據(jù)處理的方法， 因為一次函數(shù)反映的物理規(guī)律比較直接，容易得出相關(guān)的對實驗研究有用的參數(shù)PAPATDBB1/VOVO（ 4）實驗結(jié)論 ：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情p況下，壓強 p 與體積 v 成反比，所以 p-v 圖線是雙曲線，但不同溫度下的圖線是不同的。 如圖是一定質(zhì)量的氣體分別在 t 1、t 2 溫度下等溫變化的 p-v 圖線，其中溫度較高的t 2t 1o是 t 2。v圖 814理解玻意耳定律的內(nèi)容和使用條件，理解氣體的等溫變化，能應用玻意耳定律

6、解決質(zhì)量不變的氣體等溫變化的簡單問題。知道PV 圖象，并認識圖象在物理研究中的廣泛應用。（1）玻意耳定律內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p 與體積 V 成反比。這個結(jié)論是英國科學家玻意耳和法國科學家馬略特各自通過實驗發(fā)現(xiàn)的，叫做玻意耳定律。（2）公式： pV= 恒量 p 1V1=p2V2（3）注意：上述規(guī)律，必須滿足“一定質(zhì)量的氣體” 。 p1 、 V1 、 p2 、 V2 分別表示氣體在兩個不同狀態(tài)下的壓強和體積。（4）氣體等溫變化的p-V 圖象一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情PT況下，壓強 p 與體積 V 成反比。如果用縱軸代表氣體的壓強p，用橫軸代表氣體的體積 V，所

7、以 p-v 圖線是雙曲線，PAAPB狀態(tài)A B表示過程狀態(tài)BOVAVBV二、課堂基礎(chǔ)訓練：1、密閉容器中氣體的壓強：A、是由于氣體的重力所產(chǎn)生的；B、是由于氣體分子頻繁碰撞容器壁所產(chǎn)生的；C、是由于分子之間存在相互作用力而產(chǎn)生的；D、當容器自由下落時，氣體的壓強將減小。2、（多選）關(guān)于大氣壓強，下列說法中正確的是：A、是由于地球?qū)Υ髿獾奈饔枚a(chǎn)生的；B、大氣壓強的方向總是豎直向下的；C、大氣壓強的大小隨高度的增加而減小；D、教室里的大氣壓強比操場上的大氣壓強?。?、（多選）關(guān)于熱力學溫標，下列說法中正確的是：0A 、熱力學溫標的零K 是 -273.15C ，叫做絕對零度；B、因為熱力學溫度

8、的每一度的大小和攝氏溫度是相同的，所以 0 0 C 也就是絕對零度；C、絕對零度已經(jīng)達到了，溫度計可以測出開氏零度；D、0K 是低溫的極限，是達不到的。4、當溫度升高 30 0 C時，用熱力學溫標表示升高的溫度是：A 、303K ； B、30K ；C 、243K；D 、273K 。5、如圖所示 ,A 、B 兩點代表一定質(zhì)量理想氣體的兩個不同狀態(tài) , 狀態(tài) A 的溫度為 TA，狀態(tài) B 的溫度為 TB。由圖可知( ).A、TB=2TAB、TB=4TAC 、 TB=6TAD 、TB=8TA6、一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A 變到狀態(tài) B 的過程如圖若 A、B 兩點位于同一反比例函數(shù)的曲線上，則此變化過程中

9、，氣體的溫度（）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、如圖所示，質(zhì)量分別為m和 m的同種氣體，分別以恒定的溫度 t 和 t 等溫變化，變化過程分別用圖中等溫線1和2表示，如 m1=m2，則 t1_t2 ；如 t1=t2 ，則 m1_m2， ( 填“ ”“ =”或“ H；D、h=H 。5、如圖 8-2 所示， U型管的 A 端封有氣體， B 端也有一小段氣體，現(xiàn)用一條小鐵絲插至 B 端氣體，輕輕抽動，使 B 端上下兩部分水銀柱相連接，設(shè)外界溫度不變，則A 端氣柱的：A、體積減??；B、體積不變；C、壓強增大；D、壓強減小。8-26. 一定質(zhì)者的氣體在等容變化過程中. 溫度每

10、升高 1 , 壓強的增加等于它在300K時壓強的 ( ).(A)1/27(B)1/273(C)1/300(D)1/5737如圖所示，粗細均勻的U 形管豎直放置，管內(nèi)由水銀柱封住一段空氣柱如果沿虛線所示的位置把開口一側(cè)的部分管子位置不動， 則封閉在管內(nèi)的空氣柱將A 體積變小B.體積變大分截掉，保持彎曲部()C 壓強變小D壓強不變8. 如圖所示 , 豎直插入水銀槽的細長玻璃管內(nèi)外兩個水銀面高度差為 70cm,當時大氣壓為標準大氣壓 . 現(xiàn)保持溫度不變 , 將玻璃管向上提起一些 , 管內(nèi)水銀面將 ().(A) 向上移動(B) 向下移動(C) 不移動(D) 先向下移動, 然后再向上移動9. 如圖所示

11、, 將一只倒置的試管豎直地插入容器內(nèi) , 試管內(nèi)原有的空氣被壓縮 , 此時 , 試管內(nèi)外水面的高度差為 h, 若使試管插入水中的深度增大一些 , 則試管內(nèi)外水面的高度差將 ( ).(1990 年上海高考試題 )(A) 增大(B) 減少(C) 保持不變(D) 無法確定10. 如圖所示 , 密封的 U 形管中裝有水銀 , 左、右兩端都封有空氣 ,兩水銀面的高度差為h. 把 U 形管豎直浸沒在熱水中 , 高度差將 ().(A) 增大(B) 減小(C) 不變(D) 兩側(cè)空氣柱的長度未知 , 不能確定11. 如圖所示 , 輕彈 a 管( 上端封閉 , 下端開口 ). 使兩段水銀柱及被兩段水銀柱封閉的空氣

12、柱合在一起 . 若此過程中溫度不變 , 水銀柱與管壁密封很好 , 則 b 管水銀柱的下端而 A與原來 a 管水銀柱的下端面 A 相比 , 將( ).(A) 在同一高度(B) 稍高(C) 稍低(D) 條件不足 , 無法判斷12. 大氣壓強為一個標準大氣壓，粗細均勻玻璃管開口向上長 60cm，管中有14cm長的水銀柱將一段 38cm長的空氣柱封閉住， 現(xiàn)將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)動至水平位置，求水平時空氣柱的長度L2 ，并討論水銀有無溢出。13、如圖所示，活塞 A 可在汽缸內(nèi)無摩擦自由滑動，但不漏氣，活塞質(zhì)量不計，橫截面積為 2 厘米 2，當活塞靜止不動時， 活塞距汽缸底部 10 厘米，現(xiàn)用 4 牛的恒力豎直

13、向上拉活塞，活塞向上移動 2.5 厘米后靜止。 設(shè) 溫度不變，求原來封住汽缸內(nèi)氣體壓強。14. 實驗題（1）、本實驗的研究對象是_，實驗中應保持不變的參量是_，它的體積由 _直接讀出，它的壓強由_傳感器等計算機輔助系統(tǒng)得到。（ 2）、某同學在做“氣體的壓強與體積的關(guān)系”實驗中，測得的實驗數(shù)據(jù)在計算機屏幕上顯示如下表所示，仔細觀察“ PV”一欄中的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)越來越小，造成這一現(xiàn)象的可能原因是（）序號 V（ml） P( 105Pa)P?V(105Pa ml)12345（A）實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力越來越大；（B）實驗時環(huán)境溫度增大了；（C）實驗時外界大氣壓強發(fā)生了變化；（D）實驗時注射器內(nèi)

14、的氣體向外發(fā)生了泄漏。(3) 、某同學在一次實驗中，計算機屏幕顯示如圖所示，P其縱坐標表示封閉氣體的壓強，則橫坐標表示的物理量是封閉氣體的 ()（A）熱力學溫度 T；（B）攝氏溫度 t ；O（C）體積 V；（D）體積的倒數(shù) 1/V 。(4) 、實驗過程中下列那些操作是錯誤的（）（A）推拉活塞時，動作要慢；（B）推拉活塞時，手不能握住注射器含有氣體的部分；（C）壓強傳感器與注射器之間的軟管脫落后，應迅速重新裝上繼續(xù)實驗；（D）活塞與針筒之間要保持氣密性。215、如圖所示，氣缸放置在水平平臺上，活塞質(zhì)量為10kg，橫截面積 50cm，厚度 1cm，氣缸全長 21cm，氣缸質(zhì)量 20kg，大氣壓強為

15、 1105Pa，當溫度為 7時，活塞封閉的氣柱長 10cm，若將氣缸倒過來放置時，活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通。g 取 10m/s2 求：（ 1）氣柱多長？（ 2）當溫度為多高時，活塞回到最初位置？（ 3）當溫度多高時，活塞剛好接觸平臺？16. 如圖所示為測定肺活量的裝置示意圖 , 圖中 A 為倒扣在水中的開口圓筒 , 測量前盡量排盡其中的空氣 . 測量時被測者盡力吸足空氣 , 再通過 B 將空氣呼出 , 呼出的空氣通過氣管進入 A 內(nèi), 使 A 浮起 . 已知圓筒 A 的質(zhì)量為 ,m、橫截面積為 S、大氣壓強為 p0, 水的密度為 , 圓筒浮出水面的高度為 h, 則被測者的肺活

16、量有多大 ?17 某同學利用DIS 實驗系統(tǒng)研究一定質(zhì)量的氣體的狀態(tài)變化，在實驗后計算機屏幕顯示了如圖的p-T 圖象 ( 實線部分 ) ，已知在 A 狀態(tài)氣體體積為V0. 試問，：實驗過程中，當氣體溫度保持T0 的情況下，氣體體積在什么范圍內(nèi)變化?18. 一根粗細均勻，兩端封閉的玻璃管水平放置，一段長 57cm的水銀柱將玻璃管中的空氣柱分成兩段，長度均為 30cm，壓強均為 76cmHg?，F(xiàn)將玻璃管緩慢豎立起來，則上下兩段空氣柱的長度分別為多少？AABB19 如圖所示，一端封閉的 U 形玻璃管豎直放置，左管中封閉有 20cm長的空氣柱，兩管水銀面相平 , 水銀柱足夠長，將閥門 s 打開，流出部

17、分水銀， 使封閉端水銀面下降 18cm；則開口端水銀面將下降多少 cm ( 此過程專等體溫度保持不變 ) ？20. 如圖所示 , 截面均勻的 U 形玻璃細管兩端都開口 , 玻璃管足夠長 , 管內(nèi)有兩段水銀柱封閉著一段空氣柱 . 若氣體溫度是 27時 ,空氣柱在U 形管的左側(cè) .A 、 B 兩點之間封閉著的空氣柱長為15cm,U 形管底長CD=10cm,AC高為 5cm.已知此時的大氣壓強為75cmHg.(1) 若保持氣體的溫度不變 , 從 U 形管左側(cè)管口處緩慢地再注入 25cm長的水銀柱 , 則管內(nèi)空氣柱長度為多少?(2) 為了使這段空氣柱長度恢復到 15cm,且回到 A、B 兩點之間 . 可以向 U形管再注入一些水銀 , 且可改變氣體的溫度 , 應從哪一側(cè)管口注人多長水銀柱 ?氣體的溫度變?yōu)槎嗌??B 氣體的壓強與體積的關(guān)系課堂基礎(chǔ)訓練3、AD7.； ；=76cmHg P2 =51c