高中物理選修3-3_第8章《氣體》整章課件

1、第八章第八章 氣體氣體高中物理選修331 1、溫度、溫度熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度T T ：開爾文開爾文 T T = = t t 273 K 273 K2 2、體積、體積體積體積 V V單位：有單位：有L L、mLmL等等3 3、壓強(qiáng)、壓強(qiáng)壓強(qiáng)壓強(qiáng) p p單位：單位：PaPa（帕斯卡）帕斯卡）復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)氣體的狀態(tài)參量氣體的狀態(tài)參量如何確定氣體的狀態(tài)參量呢？如何確定氣體的狀態(tài)參量呢？溫度（溫度（ T T ）-溫度計(jì)溫度計(jì)體積（體積（ V V ）-容器的容積容器的容積壓強(qiáng)（壓強(qiáng)（ p p ）-氣壓計(jì)氣壓計(jì)探究方法：探究方法：控制變量法控制變量法第八章第八章 氣體氣體 問題的引入動(dòng)手：氣體狀態(tài)變化：(P1、

2、V1、T1) (P1、V1、T1)一、氣體的等溫變化：一、氣體的等溫變化： 氣體在溫度不變的狀態(tài)下，氣體在溫度不變的狀態(tài)下，發(fā)生的變化叫做等溫變化。發(fā)生的變化叫做等溫變化。實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究猜想猜想一定質(zhì)量的氣一定質(zhì)量的氣體，在溫度不體，在溫度不變時(shí)，其壓強(qiáng)變時(shí)，其壓強(qiáng)與體積之間有與體積之間有何關(guān)系？何關(guān)系？試驗(yàn)探究試驗(yàn)探究 研究對(duì)象是什么？研究對(duì)象是什么？如何控制氣體的質(zhì)量如何控制氣體的質(zhì)量m、溫度溫度T保持不變保持不變 如何改變壓強(qiáng)如何改變壓強(qiáng)P、 體體積積 V如何測量壓強(qiáng)如何測量壓強(qiáng)P、體體積積V？采用儀器采用儀器 移動(dòng)注射移動(dòng)注射器，氣體器，氣體壓強(qiáng)傳感壓強(qiáng)傳感器器實(shí)驗(yàn)：探究氣體等溫變化

3、的規(guī)律實(shí)驗(yàn)：探究氣體等溫變化的規(guī)律設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理（測量哪些物理量）（測量哪些物理量）（猜想）（猜想）體積、壓強(qiáng)體積、壓強(qiáng)圖像法圖像法乘積一定乘積一定注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)（溫度不變）（溫度不變）動(dòng)手體驗(yàn)定性關(guān)系（等溫變化過程中壓強(qiáng)與體積的關(guān)系）（二）實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論：V減小，P增大猜想： P、V反比定量研究： 設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究一定質(zhì)量的氣體在等溫變化過程中壓強(qiáng)與體積的定量關(guān)系（二）實(shí)驗(yàn)探究1、實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是什么？2、如何控制氣體的質(zhì)量m、溫度T保持不變？3、如何改變壓強(qiáng)P、體積V？4、如何測量壓強(qiáng)P、體積V？猜想： P、V反比Mm橫截面積S(M+m)gPsP0sh玻意耳實(shí)驗(yàn)的示意圖

4、氣氣體體定定律律演演示示儀儀主要步驟：主要步驟：1、密封一定質(zhì)量的氣體。、密封一定質(zhì)量的氣體。2、改變氣體的體積，記錄氣體長度和該、改變氣體的體積，記錄氣體長度和該狀態(tài)下壓強(qiáng)的大小。狀態(tài)下壓強(qiáng)的大小。3、數(shù)據(jù)處理。、數(shù)據(jù)處理。注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：1、盡量避免漏氣。、盡量避免漏氣。2、不要用手握住玻璃管。、不要用手握住玻璃管。3、移動(dòng)活塞要緩慢。、移動(dòng)活塞要緩慢。數(shù)據(jù)采集 P增大，V減小，P,V間到底什么關(guān)系？猜想！氣體狀態(tài)參量氣體狀態(tài)參量0 01 12 23 34 45 5氣體的體積氣體的體積氣體的壓強(qiáng)氣體的壓強(qiáng)室內(nèi)溫度室內(nèi)溫度: : 思考與討論思考與討論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)次數(shù)次

5、數(shù)12345壓強(qiáng)（壓強(qiáng)（105Pa) 3 . 0 2.5 2 . 0 1 . 5 1 . 0體積體積(L) 1 . 3 1.6 2 . 0 2 . 7 4 . 0p p/10 Pa5V V1 12 23 30 01 12 23 34 4實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)作作P，V圖像，觀察結(jié)果圖像，觀察結(jié)果p p/10 10 PaPa51/V V1 12 23 30 00.0.2 20.40.40.60.60.0.8 8實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)作作P，1/V圖像，觀察結(jié)果圖像，觀察結(jié)果探究結(jié)論：探究結(jié)論： 一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強(qiáng)一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟體積成反比。跟體積成反比。二、玻意耳定律

6、二、玻意耳定律 1、內(nèi)容：、內(nèi)容：2、表達(dá)式：、表達(dá)式：3、圖像：、圖像：CPV2211VPVPP1/VPVVP1VCP 4、條件、條件:氣體質(zhì)量一定且溫度不變氣體質(zhì)量一定且溫度不變 5、適用范圍：、適用范圍：溫度不太低，壓強(qiáng)不太大溫度不太低，壓強(qiáng)不太大p p/10 Pa5V V1 12 23 30 01 12 23 34 4（1）、特點(diǎn)）、特點(diǎn): 等溫線是雙曲線的一支。等溫線是雙曲線的一支。 溫度越高溫度越高, ,其等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)其等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn). 同一氣體，不同溫度下等溫線是不同的，你能判斷同一氣體，不同溫度下等溫線是不同的，你能判斷那條等溫線是表示溫度較高的情形嗎？你是根據(jù)什么那條等

7、溫線是表示溫度較高的情形嗎？你是根據(jù)什么理由作出判斷的？理由作出判斷的？Vp1230結(jié)論結(jié)論:t3t2t1（2 2）、圖象意義）、圖象意義: : 物理意義物理意義: :反映壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系反映壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系 點(diǎn)意義點(diǎn)意義: :每一組數(shù)據(jù)每一組數(shù)據(jù)-反映某一狀態(tài)反映某一狀態(tài)P1/VPV利用玻意耳定律的解題思路利用玻意耳定律的解題思路（1）明確研究對(duì)象（氣體）；）明確研究對(duì)象（氣體）；（2）分析過程特點(diǎn)，判斷為等溫過程；）分析過程特點(diǎn)，判斷為等溫過程； （3）列出初、末狀態(tài)的）列出初、末狀態(tài)的p、V值；值；（4）根據(jù)）根據(jù)p1V1=p2V2列式求解；列式求解；例題：例題：一定質(zhì)量氣體的體

8、積是一定質(zhì)量氣體的體積是20L20L時(shí)，壓時(shí)，壓強(qiáng)為強(qiáng)為1 110105 5PaPa。當(dāng)氣體的體積減。當(dāng)氣體的體積減小到小到16L16L時(shí)，壓強(qiáng)為多大？設(shè)氣體時(shí)，壓強(qiáng)為多大？設(shè)氣體的溫度保持不變。的溫度保持不變。 答案：答案： 1.251.2510 10 5 5PaPa如圖所示，如圖所示，汽缸內(nèi)封閉著一定溫度的氣體，氣體汽缸內(nèi)封閉著一定溫度的氣體，氣體長度為長度為12cm?；钊|(zhì)量為?；钊|(zhì)量為20kg，橫截面積為，橫截面積為100cm。已知大氣壓強(qiáng)為已知大氣壓強(qiáng)為1 1105Pa105Pa。求求：汽缸開口向上時(shí)，氣體的長度。汽缸開口向上時(shí)，氣體的長度。2211LpLp解解：以缸內(nèi)封閉氣體為研

9、究對(duì)象，以缸內(nèi)封閉氣體為研究對(duì)象，,101501PappSLV11初態(tài)：初態(tài)：cmpLpL102112,102 . 1502PaSmgppSLV22末態(tài)：末態(tài)：2211VpVp由玻意耳定律由玻意耳定律 得得mgSpSp02由活塞受力平衡得：由活塞受力平衡得：如圖所示，如圖所示，汽缸內(nèi)封閉著一定溫度的氣體，氣體汽缸內(nèi)封閉著一定溫度的氣體，氣體長度為長度為12cm?；钊|(zhì)量為?；钊|(zhì)量為20kg，橫截面積為，橫截面積為100cm。已知大氣壓強(qiáng)為已知大氣壓強(qiáng)為1 1105Pa105Pa。求求：汽缸汽缸開口向下開口向下時(shí)，氣體的長度。時(shí)，氣體的長度。 例題：例題：一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)一定質(zhì)量的氣體由狀

10、態(tài)A A變到狀變到狀態(tài)態(tài)B B的過程如圖所示，的過程如圖所示，A A、B B位于同一雙位于同一雙曲線上，則此變化過程中，溫度（曲線上，則此變化過程中，溫度（ ） A A、一直下降、一直下降 B B、先上升后下降、先上升后下降 C C、先下降后上升、先下降后上升 D D、一直上升、一直上升 B如圖所示，如圖所示， 長為長為1m1m，開口豎直向上的玻璃管內(nèi)，開口豎直向上的玻璃管內(nèi)，封閉著長為封閉著長為15cm15cm的水銀柱，封閉氣體的長度為的水銀柱，封閉氣體的長度為20cm20cm，已知大氣壓強(qiáng)為，已知大氣壓強(qiáng)為75cmHg75cmHg，求，求：（1 1）玻璃管水平放置時(shí)，玻璃管水平放置時(shí)， 管

11、內(nèi)氣體的長度。管內(nèi)氣體的長度。（2 2）玻璃管開口豎直向下時(shí)，）玻璃管開口豎直向下時(shí)， 管內(nèi)氣體的長度。管內(nèi)氣體的長度。 （假設(shè)水銀沒有流出）（假設(shè)水銀沒有流出）15cm20cm練習(xí)練習(xí)3解解：(1)以管內(nèi)氣體為研究對(duì)象，管口豎直向上為初態(tài)以管內(nèi)氣體為研究對(duì)象，管口豎直向上為初態(tài): 設(shè)管橫截面積為設(shè)管橫截面積為S，則，則 P1=751590cmHg V1=20S 水平放置為末態(tài)，水平放置為末態(tài)，P2=75cmHg 由玻意耳定律由玻意耳定律P1V1=P2V 2得：得： V2=P1V1P2=（9020S）75=24S 所以，管內(nèi)氣體長所以，管內(nèi)氣體長24cm (2)以管口豎直向上為初態(tài)，管口豎直向

12、下為末態(tài)以管口豎直向上為初態(tài)，管口豎直向下為末態(tài) P2=751560cmHg 由玻意耳定律得：由玻意耳定律得：V2= P1V1P230S 所以，管內(nèi)氣體長所以，管內(nèi)氣體長30cm 因?yàn)橐驗(yàn)?0cm15cm100cm，所以水銀不會(huì)流出，所以水銀不會(huì)流出例4. 某個(gè)容器的容積是10L，所裝氣體的壓強(qiáng)是20105Pa。如果溫度保持不變，把容器的開關(guān)打開以后，容器里剩下的氣體是原來的百分之幾？設(shè)大氣壓是1.0105Pa。解 設(shè)容器原裝氣體為研究對(duì)象。初態(tài) p1=20105Pa V1=10L T1=T末態(tài) p2=1.0105Pa V2=？L T2=T由玻意耳定律 p1V1=p2V2得即剩下的氣體為原來的

13、5。就容器而言，里面氣體質(zhì)量變了，似乎是變質(zhì)量問題了，但若視容器中氣體出而不走，就又是質(zhì)量不變了。第八章第八章 氣體氣體結(jié)論：結(jié)論：一定質(zhì)量的氣體，保持一定質(zhì)量的氣體，保持體積不變體積不變，當(dāng)溫度升高，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體的壓強(qiáng)時(shí)，氣體的壓強(qiáng) 增大；當(dāng)溫度降低時(shí)，氣體的壓強(qiáng)增大；當(dāng)溫度降低時(shí)，氣體的壓強(qiáng)減小。減小。P0t0CP0T/K2730C圖象：圖象： 問題：問題：炎熱的夏天，如果將自行車內(nèi)胎充氣過足，停炎熱的夏天，如果將自行車內(nèi)胎充氣過足，停車時(shí)又沒能放在陰涼處，而是放在陽光下曝曬，這樣極易爆車時(shí)又沒能放在陰涼處，而是放在陽光下曝曬，這樣極易爆裂，知道這是為什么嗎？裂，知道這是為什么嗎？

14、答：答：曝曬過程中內(nèi)胎容積變化甚微，可認(rèn)為容積不變；曝曬過程中內(nèi)胎容積變化甚微，可認(rèn)為容積不變；當(dāng)溫度升高時(shí)導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)增大而使車胎爆裂當(dāng)溫度升高時(shí)導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)增大而使車胎爆裂. 氣體的等容變化氣體的等容變化一、氣體的等容變化一、氣體的等容變化-查理定律查理定律一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，它的壓強(qiáng)與它的壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度成正比。成正比。2、公式：、公式：判斷哪條等容線表示的是體積大判斷哪條等容線表示的是體積大?V1 V2體積越大，斜率越?。惑w積越大，斜率越??；體積越小，斜率越大。體積越小，斜率越大。1、內(nèi)容：、內(nèi)容：3、圖象、圖象CTP CT

15、P或（C是比例常數(shù)）是比例常數(shù)）也可寫成也可寫成 或2211TpTp2121TTPp【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】1、密閉在容積不變的容器中的氣體，、密閉在容積不變的容器中的氣體，當(dāng)溫度降低時(shí)：當(dāng)溫度降低時(shí)： A、壓強(qiáng)減小，密度減??；、壓強(qiáng)減小，密度減?。?B、壓強(qiáng)減小，密度增大；、壓強(qiáng)減小，密度增大； C、壓強(qiáng)不變，密度減小；、壓強(qiáng)不變，密度減?。?D、壓強(qiáng)減小，密度不變、壓強(qiáng)減小，密度不變D2、下列關(guān)于一定質(zhì)量的氣體的等容變化的說、下列關(guān)于一定質(zhì)量的氣體的等容變化的說法中正確的是：法中正確的是： A、氣體壓強(qiáng)的改變量與攝氏溫度成正比；、氣體壓強(qiáng)的改變量與攝氏溫度成正比； B、氣體的壓強(qiáng)與攝氏溫度成正

16、比；、氣體的壓強(qiáng)與攝氏溫度成正比； C、氣體壓強(qiáng)的改變量與熱力學(xué)溫度成正比；、氣體壓強(qiáng)的改變量與熱力學(xué)溫度成正比； D、氣體的壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比。、氣體的壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比。D【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】3、如圖所示，為質(zhì)量恒定的某種氣體的、如圖所示，為質(zhì)量恒定的某種氣體的PT圖，圖，A、B、C三態(tài)中體積最大的三態(tài)中體積最大的狀態(tài)是：狀態(tài)是： A、A狀態(tài)狀態(tài) B、B狀態(tài)狀態(tài) C、C狀態(tài)狀態(tài) D、條件不足，無法確定、條件不足，無法確定ABC0PTC【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】二、氣體的等壓變化二、氣體的等壓變化-蓋蓋. .呂薩克定律呂薩克定律一定質(zhì)量的氣體，在一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)壓強(qiáng)不變的情況下不變的

17、情況下其其體積體積V與與熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度T成正比成正比.2、公式：、公式：3、圖象、圖象不同壓強(qiáng)下的等壓線，不同壓強(qiáng)下的等壓線，斜率越大，壓強(qiáng)越小斜率越大，壓強(qiáng)越小.1、內(nèi)容：、內(nèi)容：VT判斷哪條等壓線表示的是壓強(qiáng)大判斷哪條等壓線表示的是壓強(qiáng)大?P1 P2CTV 或或2121TTVVCTVC為常量為常量2211TVTV或或【課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練】1、兩個(gè)氣缸中都充有質(zhì)量相同的氧氣，、兩個(gè)氣缸中都充有質(zhì)量相同的氧氣，其中其中如圖所示如圖所示 、容器中氧氣的壓強(qiáng)較小、容器中氧氣的壓強(qiáng)較小 、容器中氧氣的密度較大、容器中氧氣的密度較大 、兩容器中氣體的密度相同、兩容器中氣體的密度相同 、兩容器中氣體

18、的溫度不同、兩容器中氣體的溫度不同ABA第八章第八章 氣體氣體公式：公式： pV =C12CTp公式：公式：3CTV公式：公式：一一. .理想氣體理想氣體 假設(shè)有這樣一種氣體，它在假設(shè)有這樣一種氣體，它在和和下都下都?xì)怏w實(shí)驗(yàn)定律氣體實(shí)驗(yàn)定律, ,我們把我們把這樣的氣體叫做這樣的氣體叫做“”。1 1、理想氣體是不存在的，是一種理想模型。、理想氣體是不存在的，是一種理想模型。2 2、在、在溫度不太低溫度不太低, ,壓強(qiáng)不太大壓強(qiáng)不太大時(shí)實(shí)際氣體都時(shí)實(shí)際氣體都可看成是理想氣體?？煽闯墒抢硐霘怏w。4、從能量上說：理想氣體的微觀本質(zhì)是、從能量上說：理想氣體的微觀本質(zhì)是，理想氣體的內(nèi)能只有分子動(dòng)能。，理想

19、氣體的內(nèi)能只有分子動(dòng)能。3 3、從微觀上說：分子間以及分子和器壁間，除碰撞外無、從微觀上說：分子間以及分子和器壁間，除碰撞外無其他作用力，其他作用力，即它所占據(jù)的空間認(rèn)，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。為都是可以被壓縮的空間。 如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體從從A到到B經(jīng)歷了一個(gè)等溫過程，從經(jīng)歷了一個(gè)等溫過程，從B到到C經(jīng)經(jīng)歷了一個(gè)等容過程。分別用歷了一個(gè)等容過程。分別用pA、VA、TA和和pB、VB、TB以及以及pC、VC、TC表示氣體在表示氣體在A、B、C三個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量，那么三個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量，那么A、C狀態(tài)的狀態(tài)參量間有何關(guān)系呢？狀態(tài)的狀態(tài)

20、參量間有何關(guān)系呢？0pVTA=TB從從AB為等溫變化：由玻意耳定律為等溫變化：由玻意耳定律pAVA=pBVB從從BC為等容變化：由查理定律為等容變化：由查理定律0pVCBBCppTTCCCAAATVpTVp又又TA=TB VB=VC解得：解得：一定質(zhì)量的某種理想氣體在從一個(gè)狀態(tài)變一定質(zhì)量的某種理想氣體在從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)時(shí)，盡管化到另一個(gè)狀態(tài)時(shí)，盡管p、V、T都可能改變，但是都可能改變，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變。壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變。1 12212pVp VTT或或pVCT121 122PPTTCTpVTVpTVp 或或222111 一定質(zhì)量

21、的理想氣體，由初狀態(tài)（一定質(zhì)量的理想氣體，由初狀態(tài)（p1、V1、T1）變化到末狀態(tài)（變化到末狀態(tài)（p2、V2、T2）時(shí)，兩個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)）時(shí)，兩個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量之間的關(guān)系為：參量之間的關(guān)系為：方程具有方程具有普遍性普遍性2211VpVpT保持不變當(dāng)溫度2211TpTpV保持不變當(dāng)體積2211TVTVp保持不變當(dāng)壓強(qiáng)第八章第八章 氣體氣體一一. .氣體分子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)氣體分子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)1. 1.氣體分子除了相互碰撞或與器壁碰撞外，不受力而做氣體分子除了相互碰撞或與器壁碰撞外，不受力而做勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)2. 2.某一時(shí)刻，向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子某一時(shí)刻，向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目都相等數(shù)目

22、都相等3. 3.氣體分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，速率有大小，卻按氣體分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，速率有大小，卻按一定規(guī)律一定規(guī)律分布分布?xì)怏w分子速率的分布規(guī)律氣體分子速率的分布規(guī)律中間多，兩頭少中間多，兩頭少對(duì)個(gè)別分子而言，未必溫度越高速率越大對(duì)個(gè)別分子而言，未必溫度越高速率越大溫度越高，占大比例的分子的速率（區(qū)間）越大，溫度越高，占大比例的分子的速率（區(qū)間）越大，說明分子運(yùn)動(dòng)越劇烈說明分子運(yùn)動(dòng)越劇烈kET溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志 大量氣體分子的速率大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布，呈是按一定規(guī)律分布，呈“中中間多，兩頭少間多，兩頭少”的分布規(guī)律，且這個(gè)分布狀態(tài)與溫度的分布規(guī)律，且這個(gè)分

23、布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)，平均速率會(huì)增大。有關(guān)，溫度升高時(shí)，平均速率會(huì)增大。二二.氣體壓強(qiáng)的微觀意義氣體壓強(qiáng)的微觀意義2.影響氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素影響氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素:氣體分子的平均動(dòng)能氣體分子的平均動(dòng)能氣體分子的密集程度氣體分子的密集程度-溫度溫度-體積體積1產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因 是是大量分子頻繁地碰撞器壁大量分子頻繁地碰撞器壁，就對(duì)，就對(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力所以從器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力所以從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)看來，分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)看來，氣體的壓強(qiáng)氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力積上的平均作用力微觀因素微觀因素宏觀因素宏觀因素三、

24、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋三、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋玻意爾定律玻意爾定律m一定一定T一定一定一定一定kEV變小變小n變大變大p變大變大宏觀宏觀微觀微觀n n：單位體積內(nèi)分子數(shù)：單位體積內(nèi)分子數(shù)2211VPVP查理定律查理定律m一定一定V一定一定n n一定一定T升高升高p變大變大宏觀宏觀微觀微觀變大變大kE三、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋三、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋2211TpTp蓋蓋- -呂薩克定呂薩克定律律m一定一定V變大變大n n變小變小T升高升高宏觀宏觀微觀微觀變大變大kEP不變不變可能可能三、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋三、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋2211TVTV1.確定研究對(duì)象被封閉的氣體確

25、定研究對(duì)象被封閉的氣體(滿足質(zhì)量不變的條件滿足質(zhì)量不變的條件)；2.寫出氣體狀態(tài)的初態(tài)和末態(tài)狀態(tài)參量寫出氣體狀態(tài)的初態(tài)和末態(tài)狀態(tài)參量(p1，V1，T1)和和 ( p2，V2，T2)數(shù)字或表達(dá)式；數(shù)字或表達(dá)式；3.根據(jù)氣體狀態(tài)變化過程的特點(diǎn)，列出相應(yīng)的氣體公式根據(jù)氣體狀態(tài)變化過程的特點(diǎn)，列出相應(yīng)的氣體公式(本節(jié)課中就是玻意耳定律公式本節(jié)課中就是玻意耳定律公式)；4.將將2種各量代入氣體公式中，求解未知量；種各量代入氣體公式中，求解未知量；5.對(duì)結(jié)果的物理意義進(jìn)行討論對(duì)結(jié)果的物理意義進(jìn)行討論用氣體定律解題的步驟類型類型1.液體密封氣體液體密封氣體2.容器密封氣體容器密封氣體3.氣缸密封氣體氣缸密封

26、氣體氣體壓強(qiáng)計(jì)算氣體壓強(qiáng)計(jì)算: :思路思路方法方法步驟步驟1.定對(duì)象定對(duì)象2.分析力分析力3.用規(guī)律用規(guī)律整體整體部分部分缸體缸體活塞活塞密封氣體密封氣體靜態(tài)靜態(tài)F外外=0動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)F外外=ma1 .計(jì)算的主要依據(jù)是液體靜止力學(xué)知識(shí)。 液面下h深處的壓強(qiáng)為p= gh。 液面與外界大氣相接觸。則液面下h處的壓強(qiáng)為 p= p0+ gh 帕斯卡定律：加在密閉靜止液體（或氣體）上的壓強(qiáng)能夠大小不變地由液體（或氣體）向各個(gè)方向傳遞（注意：適用于密閉靜止的液體或氣體） 連通器原理：在連通器中，同一種液體（中間液體不間斷）的同一水平面上的壓強(qiáng)是相等的。氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法（一）參考液片法2.計(jì)算的方法步驟 選取

27、假想的一個(gè)液體薄片（其自重不計(jì)）為研究對(duì)象 分析液體兩側(cè)受力情況，建立力的平衡方程，消去橫截面積，得到液片兩面?zhèn)鹊膲簭?qiáng)平衡方程 解方程，求得氣體壓強(qiáng) 靜止靜止1234h已知大氣壓已知大氣壓P0，水銀柱長均為，水銀柱長均為h氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法（二）平衡條件法 求用固體（如活塞等）封閉在靜止容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)，應(yīng)對(duì)固體（如活塞等）進(jìn)行受力分析。然后根據(jù)平衡條件求解。567m SMMm SMm S 已知大氣壓已知大氣壓P0，水銀柱長均為，水銀柱長均為h氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法（三）運(yùn)用牛頓定律計(jì)算氣體的壓強(qiáng) 當(dāng)封閉氣體的所在的系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡狀態(tài)時(shí)，欲求封閉氣體壓強(qiáng)，首先要選擇 恰當(dāng)?shù)膶?duì)象（如與氣體相關(guān)的

28、液體、活塞等）并對(duì)其進(jìn)行正確的受力分析（特別注意分析內(nèi)外的壓力）然后應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解。不計(jì)一切摩擦不計(jì)一切摩擦89 FmSM自由下滑自由下滑已知大氣壓已知大氣壓P0，水銀柱長均為，水銀柱長均為h例例1 . 將一端封閉的均勻直玻璃管開口向下，將一端封閉的均勻直玻璃管開口向下，豎直插入水銀中，當(dāng)管頂距槽中水銀面豎直插入水銀中，當(dāng)管頂距槽中水銀面8cm時(shí)，管內(nèi)水銀面比管外水銀面低時(shí)，管內(nèi)水銀面比管外水銀面低2cm要使要使管內(nèi)水銀面比管外水銀面高管內(nèi)水銀面比管外水銀面高2cm，應(yīng)將玻璃，應(yīng)將玻璃管豎直向上提起多少厘米？已知大氣壓強(qiáng)管豎直向上提起多少厘米？已知大氣壓強(qiáng)p0支持支持76cmHg，

29、設(shè)溫度不變，設(shè)溫度不變分析：均勻直玻璃管、U形玻璃管、汽缸活塞中封閉氣體的等溫過程是三種基本物理模型，所以在做題時(shí)必須掌握解題方法在確定初始條件時(shí)，無論是壓強(qiáng)還是體積的計(jì)算，都離不開幾何關(guān)系的分析，那么，畫好始末狀態(tài)的圖形，對(duì)解題便會(huì)有很大用本題主要目的就是怎樣去畫始末狀態(tài)的圖形以找到幾何關(guān)系，來確定狀態(tài)參量解：根據(jù)題意，由圖知解：根據(jù)題意，由圖知P1=P0+2cmHg=78cmHgV1=(8+2)S=10S，p2=p0-2cmHg=74cmHg，V2=(8+x)-2S=(6+x)S根據(jù)玻意耳定律：根據(jù)玻意耳定律：P1V1=P2V2 代入數(shù)據(jù)解得玻璃管提升高度：代入數(shù)據(jù)解得玻璃管提升高度：x=4.54cm 例例2. 均勻均勻U形玻璃管豎直放置，用水銀將一些空氣封形玻璃管豎直放置，用水銀將一些空氣封在在A管內(nèi)，當(dāng)管內(nèi)，當(dāng)A、B兩管水銀面相平時(shí)，大氣壓強(qiáng)支持兩管水銀面相平時(shí)，大氣壓強(qiáng)支持72cmHgA管內(nèi)空氣柱長度為管內(nèi)空氣柱長度為10cm，現(xiàn)往，現(xiàn)往B管中注入管中注入水銀，當(dāng)兩管水銀面高度差為水銀，當(dāng)兩管水銀面高度差為18 cm時(shí)，時(shí)，A管中空氣柱管中空氣柱長度是多少？注入水銀柱長度是多少？長度是多少？注入水銀柱長度是多少？分析：如圖所示，由于水銀是不可壓縮的，所以分析：如圖所示，由于水銀是不可壓縮的，所以A管管水銀面上升高度水銀