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 - pgh0 +pghP= P 0 - pghcos θP= P 0P= P 0 - pgh P= P 0 +pghP= 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。

VOv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-273.150C ,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00C 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。

VP AP B4、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=2TAB、TB=4TAC、TB=6TAD、TB=8TA6、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“<”)8:计算图2中各种情况下,被封闭气体得压强。

(标准大气压强p0=76cmHg,图中液体为水银9、长为100cm内径均匀得细玻璃管,内有长为20cm长得水银柱,一端封闭一端开口,当开口端向上时空气柱得长度为49cm,求当开口端向下时管内被封闭得空气柱长为多少？三、例题选讲例1.已知大气压强为PcmHg,一端开口得玻璃管内封闭一部分气体,管内水银柱高度为h cm,(或两边水银柱面高度差为h cm),玻璃管静止,求下列图中封闭理想气体得压强各就是多少？解析:将图中得水银柱隔离出来做受力分析;⑺中取与管内气体接触得水银面为研究对象做受力分析. 本题得所有试管得加速度都为零.所以在⑴中:G=N,p0S=PS;在⑵图中:p0S+G=pS,p0S+ρghS=pS,取cmHg(厘米汞柱)为压强单位则有:p= p0+h;同理,图⑶中试管内气体得压强为:p= p0-h;采用正交分解法解得:图⑷中:p= p0+hsinθ;图⑸中:p=p0-hsinθ;图⑹中取高出槽得汞柱为研究对象,可得到:p= p0-h;图⑺中取与管内气体接触得水银面(无质量)为研究对象:p0S+ρghS=pS,p= p0+h例题2:一气缸通过活塞将一定质量得空气封闭在容器内,已知截面积为S=40cm2,活塞得质量就是10kg,不计一切摩擦,大气压强为P＝1、0*105Pa,气缸平放时,气体长L1=0.25m。

问:当气缸开口向上时,气体长L2为多少？设整个变化中气体温度不变,g取10m/s2。

解析:整个变化过程气体质量与温度保持不变,符合玻意耳定律。

初状态:P1=P=1、0*105 Pa ; V1=L1*S=0、25S末状态:P2=P+mg/S=1、25*105Pa ; V2=L2*S根据玻意耳定律: P1V1=P2V21、0*105 *0、25S=1、25*105 * L2*S得到L2＝0.2m玻意耳定律得解题步骤:首先,确认气体在状态变化过程中就是否保持质量不变,温度不变。

其次,确定研究对象,并确定始末两个状态,正确得到始末气体得压强与体积。

第三,用玻意耳定律 PV=恒量,P 1V 1=P 2V 2列出方程。

最后,统一单位,求解。

所涉及得P 、V 只要相同得物理量用相同单位即可,不必都用国际单位制。

例题3:粗细均匀,一端封闭得玻璃管水平放置,管中用一段长为24cm 得汞柱,封闭着长44cm 得空气柱,恰好与开口端相齐。

已知大气压强为76cmHg,整个过程中气体温度保持不变。

试求开口端向上时管内得空气柱长度解析: 已知 P 1=76cmHg V 1=44*SP 2=P 0+pgh=100cmHg V 2=L 2*S根据玻意耳定律P 1V 1=P 2V 276*44*s=100* L 2*SL 2=33.44cm 四、反馈练习:1、如图所示,水平放置得一根玻璃管与几个竖直放置得U 形管内都有一段水银柱,封闭端里有一定质量得气体,图(a)中得水银柱长度与图(b)、(c)、(d)中U 形管两臂内水银柱高度差均为h=10cm,外界大气压强p 0=76cmHg,则四部分气体得压强分别为p a =________cmHg,p b =__________cmHg,p c =_______cmHg,p d =_________cmHg 、【3】2、三个长方体容器中被光滑得活塞封闭一定质量得气体。

如图3所示,M为重物质量,F就是外力P为大气压,S为活塞面积,G为活塞重,则压强各为:3、下列关于温度得一些叙述,不正确得就是:A、温度就是表示物体热量多少得物理量;B、温度就是表示物体冷热程度得物理量;C、温度就是物体分子平均动能得标志;D、温度可以用摄氏温标表示,也可以用热力学温标表示。

4、在两端开口得U型管内注入水银时,水银柱中间封闭了一小段空气柱(如图所示)气柱上方得水银柱高为H,气柱下方得水银面与左边管中水银柱得水银面高度差为h,若大气压强为PcmHg,下列说法中正确得就是:-h-H)cmHg ;A、空气柱得压强为(PB、空气柱压强为(H+h)cmHg ;C、h>H;D、h=H 。

5、如图8-2所示,U型管得A端封有气体,B端也有一小段气体,现用一条小铁丝插至B端气体,轻轻抽动,使B端上下两部分水银柱相连接,设外界温度不变,则A端气柱得:A、体积减小;B、体积不变;C、压强增大;D、压强减小。

8-26、一定质者得气体在等容变化过程中、温度每升高1℃,压强得增加等于它在300K时压强得( )、(A)1/27 (B)1/273 (C)1/300 (D)1/5737.如图所示,粗细均匀得U形管竖直放置,管内由水银柱封住一段空气柱.如果沿虚线所示得位置把开口一侧得部分截掉,保持弯曲部分管子位置不动,则封闭在管内得空气柱将( )A.体积变小.B、体积变大.C.压强变小.D.压强不变.8、如图所示,竖直插入水银槽得细长玻璃管内外两个水银面高度差为70cm,当时大气压为标准大气压、现保持温度不变,将玻璃管向上提起一些,管内水银面将( )、(A)向上移动(B)向下移动(C)不移动(D)先向下移动,然后再向上移动9、如图所示,将一只倒置得试管竖直地插入容器内,试管内原有得空气被压缩,此时,试管内外水面得高度差为h,若使试管插入水中得深度增大一些,则试管内外水面得高度差将( )、(1990年上海高考试题)(A)增大(B)减少(C)保持不变(D)无法确定10、如图所示,密封得U形管中装有水银,左、右两端都封有空气,两水银面得高度差为h、把U形管竖直浸没在热水中,高度差将( )、(A)增大(B)减小(C)不变(D)两侧空气柱得长度未知,不能确定11、如图所示,轻弹a管(上端封闭,下端开口)、使两段水银柱及被两段水银柱封闭得空气柱合在一起、若此过程中温度不变,水银柱与管壁密封很好,则b管水银柱得下端而A′与原来a管水银柱得下端面A相比,将( )、(A)在同一高度(B)稍高(C)稍低(D)条件不足,无法判断12、大气压强为一个标准大气压,粗细均匀玻璃管开口向上长60cm,管中有14cm长得水银柱将一段38cm长得空气柱封闭住,现将玻璃,并讨论管缓慢转动至水平位置,求水平时空气柱得长度L2水银有无溢出。