气体压强的计算-ppt课件.ppt

1、1ppt课件一、气体的状态和状态参量一、气体的状态和状态参量 对于气体的某种性质均需用一个物理量来描对于气体的某种性质均需用一个物理量来描述述.如气体的热学性质可用温度如气体的热学性质可用温度(T)来描述来描述,其其力学性质可用压强力学性质可用压强(p)来描述，几何性质用来描述，几何性质用体积体积(V)来描述来描述. 状态参量状态参量: 描述气体性质的物理量叫状态参描述气体性质的物理量叫状态参量量.2ppt课件 二、温度二、温度 1.温度是描述气体温度是描述气体的物理量的物理量 在生活中温度表示物体的在生活中温度表示物体的，这是，这是建立在人们主观基础上的粗浅的温度概念建立在人们主观基础上的粗

2、浅的温度概念. 温度越高，物体分子的热运动加剧，分子温度越高，物体分子的热运动加剧，分子热运动的平均动能也增加热运动的平均动能也增加. 2.温度的微观含义：温度的微观含义： 温度是分子热运动的温度是分子热运动的的标志的标志.3ppt课件3.温标：温标：温度的数量表示法温度的数量表示法. (1)摄氏温标摄氏温标 摄尔萨斯和施勒默尔提出摄氏温度标准状况下冰摄尔萨斯和施勒默尔提出摄氏温度标准状况下冰水混合的温度为水混合的温度为0度，水沸腾时的温度为度，水沸腾时的温度为100度，度，把把0到到100之间之间100等份，每一等份为等份，每一等份为1摄氏（摄氏（1） (2)热力学温标：热力学温标： 19世

3、纪英国物理学家开尔文提出一种与测温物质世纪英国物理学家开尔文提出一种与测温物质无关的温标，叫热力学温标或绝对温标无关的温标，叫热力学温标或绝对温标.用符号用符号T表示表示.单位是开尔文，简称开，符号单位是开尔文，简称开，符号K. 4ppt课件 用热力学温度和摄氏温度表示用热力学温度和摄氏温度表示，即物体升高或降低的温度用开，即物体升高或降低的温度用开尔文和摄氏度表示在数值上是相同的尔文和摄氏度表示在数值上是相同的. （3）.热力学温度与摄氏温度的数量关系热力学温度与摄氏温度的数量关系 T= t + 273.15K, 粗略地表示粗略地表示 T= t + 273K .5ppt课件三、体积三、体积

4、1.体积是描述气体体积是描述气体的物理量的物理量. 2.气体体积是指气体所充满的容器的容积气体体积是指气体所充满的容器的容积.用符号用符号V表示表示. 3.体积的单位：体积的单位： 在国际单位制中，体积的主单位为立方米（在国际单位制中，体积的主单位为立方米（m3）. 体积的单位还有：升（体积的单位还有：升（L），毫升（），毫升（mL） 1 L = 10- m 1d m 3 mL - m 1 cm 1m3 103dm3 106cm36ppt课件四、压强四、压强 1.压强是描述气体力学特性的宏观参量压强是描述气体力学特性的宏观参量. 2.气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的气体作用在器壁单位面

5、积上的压力叫做气体的压强压强.用符号用符号P表示表示. 气体分子做无规则热运动，对器壁频繁撞击而产气体分子做无规则热运动，对器壁频繁撞击而产生压力生压力.用打气筒把空气打到自行车的车胎里去，用打气筒把空气打到自行车的车胎里去，会把车胎胀得很硬，就是因为空气对车胎有压力会把车胎胀得很硬，就是因为空气对车胎有压力而造成的而造成的. 3.气体压强产生的原因：大量气体分子对器壁频气体压强产生的原因：大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的繁碰撞而产生的. 4、影响气体一压强大小的微观因素、影响气体一压强大小的微观因素 （1）和气体分子的平均动能有关）和气体分子的平均动能有关 （2）和气体分子密集程度有关）和

6、气体分子密集程度有关7ppt课件5.压强的单位：压强的单位： 在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡（在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡（Pa） 1 Pa = 1 N / m气体压强的单位在实际中还会见到气体压强的单位在实际中还会见到“标准大气压标准大气压”（符号是（符号是atm）和）和“毫米汞柱毫米汞柱”（符号是（符号是mmHg）, 1atm = 1.013 105 Pa，1mmHg = 133 Pa.液体压强的计算液体压强的计算P=g h（为密度，为密度，h为竖直高度为竖直高度) P=g h=13.6 103 9.8 0.76Pa = 1.013 105 Pa8ppt课件气体压强的计算方法气体

7、压强的计算方法（一）平衡条件法（一）平衡条件法 求用液体或固体（如活塞等）封求用液体或固体（如活塞等）封闭在闭在静止容器内的气体压强静止容器内的气体压强，应，应对液柱或固体（如活塞等）进行对液柱或固体（如活塞等）进行受力分析受力分析。然后根据。然后根据平衡条件平衡条件求求解。解。9ppt课件【例题【例题1】如图所示】如图所示,直玻璃管竖直静止放置直玻璃管竖直静止放置,开口向开口向上上,高为高为h的水银柱把玻璃管下端的气体封闭的水银柱把玻璃管下端的气体封闭,外界外界大气压为大气压为P0,水银密度为水银密度为,求被封闭气体求被封闭气体A的压强的压强.解解: 以水银柱为研究对象以水银柱为研究对象,它

8、受到竖直方向它受到竖直方向的三个力作用的三个力作用, 如图所示如图所示,依平衡条件依平衡条件, PA S =P0S+mg,其中其中 mg=Shg,所以所以 PA= P0+gh,上式中各物理量使用国际单位上式中各物理量使用国际单位,压强为帕压强为帕,如果液柱为如果液柱为水银水银, 压强单位为压强单位为cmHg或或mmHg,则上式可简化为则上式可简化为 PA= P0+ h PASmgP0S10ppt课件练习：计算图2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）11ppt课件例：三个长方体容器中被光滑的活塞封三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。如图闭

9、一定质量的气体。如图3 3所示，所示，M M为重为重物质量，物质量，F F是外力，是外力，p p0 0为大气压，为大气压，S S为活为活塞面积，塞面积，G G为活塞重，则压强各为：为活塞重，则压强各为：12ppt课件气体压强的计算方法气体压强的计算方法（二）运用牛顿定律计算气体的压强（二）运用牛顿定律计算气体的压强 当封闭气体的所在的系统处于力学非平衡状当封闭气体的所在的系统处于力学非平衡状态时，态时，欲求封闭气体压强，欲求封闭气体压强，首先要选择首先要选择 恰当恰当的对象的对象（如与气体相关的液体、活塞等）（如与气体相关的液体、活塞等）并并对其进行正确的受力分析对其进行正确的受力分析（特别注

10、意分析（特别注意分析内内外的压力外的压力）然后应用牛顿第二定律列方程求）然后应用牛顿第二定律列方程求解。解。13ppt课件 例：如图例：如图5 5所示，质量为所示，质量为m m1 1内壁光滑的横截面内壁光滑的横截面积为积为S S的玻璃管内装有质量为的玻璃管内装有质量为m m2 2的水银，管外壁的水银，管外壁与斜面的动摩擦因数为与斜面的动摩擦因数为 斜面倾角斜面倾角=30=30，当玻璃管与水银共同沿斜面下滑时，当玻璃管与水银共同沿斜面下滑时，求被封闭的气体压强为多少？（设大气压强为求被封闭的气体压强为多少？（设大气压强为p p0 0）14ppt课件 1、活塞质量、活塞质量m，角度，角度已知，大气

11、压强为已知，大气压强为P0，求封闭气体的压强，求封闭气体的压强.课堂练习课堂练习15ppt课件2 2、如图所示，活塞质量为、如图所示，活塞质量为m m，缸套质量为，缸套质量为M M，通过弹簧，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塞与缸套间无摩擦, ,活塞面积为活塞面积为S S，则下列说法正确的，则下列说法正确的是是( )( )(P(P0 0为大气压强为大气压强) ) A A、内外空气对缸套的总作用力方向向上，大小为、内外空气对缸套的总作用力方向向上，大小为MgMg B B、内外空气对缸套的总作用力方向向下，大小为、

12、内外空气对缸套的总作用力方向向下，大小为mgmg C C、气缸内空气压强为、气缸内空气压强为P P0 0-Mg/S-Mg/S D D、气缸内空气压强为、气缸内空气压强为P P0 0+mg/S+mg/S16ppt课件3 3、如图如图4 4所示，在一端封闭的所示，在一端封闭的U U形管内，三段水形管内，三段水银柱将空气柱银柱将空气柱A A、B B、C C封在管中，在竖直放置时，封在管中，在竖直放置时，ABAB两气柱的下表面在同一水平面上，另两端的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水银柱长度分别是h h1 1和和h h2 2，外界大气的压强为，外界大气的压强为p p0 0，则则A

13、 A、B B、C C三段气体的压强分别是多少？三段气体的压强分别是多少？17ppt课件如图示：一圆筒形气缸，静置于地面上，气缸筒的质量为如图示：一圆筒形气缸，静置于地面上，气缸筒的质量为M，活塞，活塞（连同手柄）的质量为（连同手柄）的质量为m，气缸内部横截面积为，气缸内部横截面积为S S大气压大气压为为P。平衡时，。平衡时，气缸容积为气缸容积为V。试问：试问： 1 1、分析活塞（连同手柄）受力情况、分析活塞（连同手柄）受力情况 求出缸内气体对活塞的压力大小求出缸内气体对活塞的压力大小 N= = 2、求出缸内气体的压强、求出缸内气体的压强 P= = 3、若用手提住活塞手柄缓慢上提，设气缸足够长，

14、不计气缸内、若用手提住活塞手柄缓慢上提，设气缸足够长，不计气缸内气体重和各处摩擦试分析气缸刚被提离地面时的受力情况。气体重和各处摩擦试分析气缸刚被提离地面时的受力情况。 （1 1）缸内气体对缸底的压力）缸内气体对缸底的压力 N= = （2 2）缸内气体对缸底的压强）缸内气体对缸底的压强 P= = * *（3 3）若不考虑温度变化缸内气体体积）若不考虑温度变化缸内气体体积 V= = * *（4 4）此时，活塞上升的距离）此时，活塞上升的距离 X= = （5 5）此时，缸内气体对活塞压力）此时，缸内气体对活塞压力 N= = （6 6）此时活塞（连同手柄）的受力情况，作用于手柄拉力）此时活塞（连同手柄）的受力情况，作用于手柄拉力 F= =18ppt课件