氣體壓強(qiáng)的計(jì)算

1、氣體的狀態(tài)參量,一、氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量,對(duì)于氣體的某種性質(zhì)均需用一個(gè)物理量來(lái)描述.如氣體的熱學(xué)性質(zhì)可用溫度(T)來(lái)描述,其力學(xué)性質(zhì)可用壓強(qiáng)(p)來(lái)描述，幾何性質(zhì)用體積(V)來(lái)描述. 狀態(tài)參量: 描述氣體性質(zhì)的物理量叫狀態(tài)參量.,二、溫度,1.溫度是描述氣體熱學(xué)特征的物理量 在生活中溫度表示物體的冷熱程度，這是建立在人們主觀基礎(chǔ)上的粗淺的溫度概念. 溫度越高，物體分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也增加. 2.溫度的微觀含義： 溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志.,3.溫標(biāo)：溫度的數(shù)量表示法.,(1)攝氏溫標(biāo) 攝爾薩斯和施勒默爾提出攝氏溫度標(biāo)準(zhǔn)狀況下冰水混合的溫度為0度，水沸騰時(shí)的溫度為10

2、0度，把0到100之間100等份，每一等份為1攝氏（1） (2)熱力學(xué)溫標(biāo)： 19世紀(jì)英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文提出一種與測(cè)溫物質(zhì)無(wú)關(guān)的溫標(biāo)，叫熱力學(xué)溫標(biāo)或絕對(duì)溫標(biāo).用符號(hào)T表示.單位是開(kāi)爾文，簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)，符號(hào)K.,用熱力學(xué)溫度和攝氏溫度表示溫度的間隔是相同的，即物體升高或降低的溫度用開(kāi)爾文和攝氏度表示在數(shù)值上是相同的. （3）.熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的數(shù)量關(guān)系 T= t + 273.15K, 粗略地表示 T= t + 273K .,三、體積,1.體積是描述氣體幾何特性的物理量. 2.氣體體積是指氣體所充滿(mǎn)的容器的容積.用符號(hào)V表示. 3.體積的單位： 在國(guó)際單位制中，體積的主單位為立方米（m3）. 體積的

3、單位還有：升（L），毫升（mL） 1 L = 10- m 1d m 3 mL - m 1 cm 1m3 103dm3 106cm3,四、壓強(qiáng),1.壓強(qiáng)是描述氣體力學(xué)特性的宏觀參量. 2.氣體作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強(qiáng).用符號(hào)P表示. 氣體分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，對(duì)器壁頻繁撞擊而產(chǎn)生壓力.用打氣筒把空氣打到自行車(chē)的車(chē)胎里去，會(huì)把車(chē)胎脹得很硬，就是因?yàn)榭諝鈱?duì)車(chē)胎有壓力而造成的. 3.氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因：大量氣體分子對(duì)器壁頻繁碰撞而產(chǎn)生的.,4、影響氣體一壓強(qiáng)大小的微觀因素 （1）和氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān) （2）和氣體分子密集程度有關(guān),5.壓強(qiáng)的單位： 在國(guó)際單位制中，壓強(qiáng)的單位是帕斯卡（

4、Pa） 1 Pa = 1 N / m 氣體壓強(qiáng)的單位在實(shí)際中還會(huì)見(jiàn)到“標(biāo)準(zhǔn)大氣壓”（符號(hào)是atm）和“毫米汞柱”（符號(hào)是mmHg）, 1atm = 1.013 105 Pa，1mmHg = 133 Pa. 液體壓強(qiáng)的計(jì)算P=g h（為密度，h為豎直高度) P=g h=13.6 103 9.8 0.76Pa = 1.013 105 Pa,氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法 （一）平衡條件法,求用液體或固體（如活塞等）封閉在靜止容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)，應(yīng)對(duì)液柱或固體（如活塞等）進(jìn)行受力分析。然后根據(jù)平衡條件求解。,【例題1】如圖所示,直玻璃管豎直靜止放置,開(kāi)口向上,高為h的水銀柱把玻璃管下端的氣體封閉,外界大氣壓為P0

5、,水銀密度為,求被封閉氣體A的壓強(qiáng). 解: 以水銀柱為研究對(duì)象,它受到豎直方向 的三個(gè)力作用, 如圖所示,依平衡條件, PA S =P0S+mg, 其中 mg=Shg, 所以 PA= P0+gh, 上式中各物理量使用國(guó)際單位,壓強(qiáng)為帕,如果液柱為水銀, 壓強(qiáng)單位為cmHg或mmHg,則上式可簡(jiǎn)化為 PA= P0+ h,練習(xí)：計(jì)算圖2中各種情況下，被封閉氣體的壓強(qiáng)。（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg，圖中液體為水銀）,例：三個(gè)長(zhǎng)方體容器中被光滑的活塞封閉一定質(zhì)量的氣體。如圖3所示，M為重物質(zhì)量，F(xiàn)是外力，p0為大氣壓，S為活塞面積，G為活塞重，則壓強(qiáng)各為：,氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法 （二）運(yùn)用牛頓定律計(jì)

6、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。,例：如圖5所示，質(zhì)量為m1內(nèi)壁光滑的橫截面積為S的玻璃管內(nèi)裝有質(zhì)量為m2的水銀，管外壁與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為 斜面傾角=30，當(dāng)玻璃管與水銀共同沿斜面下滑時(shí)，求被封閉的氣體壓強(qiáng)為多少？（設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0）,1、活塞質(zhì)量m，角度已知，大氣壓強(qiáng)為P0，求封閉氣體的壓強(qiáng).,課堂練習(xí),2、如圖所示，活塞質(zhì)量為m，缸套質(zhì)量為M，通過(guò)彈簧吊在天花板上，氣缸內(nèi)封住了一定質(zhì)量的空氣，而活塞與缸套間無(wú)摩擦,活塞面積為S，則下列說(shuō)法正確的是( ) (P0為大氣壓強(qiáng)) A、內(nèi)外空氣對(duì)缸套的總作用力方向向上，大小為Mg B、內(nèi)外空氣對(duì)缸套的總作用力方向向下，大小為mg C、氣缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)為P0-Mg/S D、氣缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)為P0+mg/S,3、如圖4所示，在一