选修33气体定律专题复习讲义补课用Word格式文档下载.docx
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1大气压=760mmHg柱=1.013×
105Pa
④.气体分子运动的特点:
分子间的距离较大,分子间的相互作用力很微弱;
分子间的碰撞十分频繁;
分子沿各个方向运动的机会均等;
分子的速率按一定规律分布(“中间多,两头少”)。
例题分析:
例1.关于摄氏温度和热力学温度的换算中,下列错误的是:
()
A.10℃等于283K
B.升高10℃就是升高283K
C.-10℃等于263K
D.降低到-10℃就是降低到263K
解析:
由T=t+273K得:
Δt=ΔT,即升高10℃就是升高10K,不是升高283K,故B错。
例2.关于密闭容器中气体的压强:
A.是由气体受到重力所产生的
B.是由气体分子间的相互作用力(吸引和排斥)产生的
C.是大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的
D.当容器自由下落时将减小为零
密闭容器中气体的压强产生原因:
大量气体分子无规则运动碰撞器壁,形成对器壁各处均匀的持续的压力而产生。
与容器运动的状态无关。
故C选项正确。
变式题:
一瓶气体的瓶内压强是1Pa,那么:
A.每个分子产生的压强是1Pa
B.每个分子平均产生的压强是1Pa
C.瓶内任何地方的压强都是1Pa
D.瓶的内表面1m2面积上气体产生的压力是1N。
例3.关于大气压强,下列判断正确的是:
A.是由地球对大气的吸引所产生的。
B.方向总是竖直向下的。
C.在一定高度内随海拔高度增加而有规律地减小。
D.完全是由大气的温度所决定。
解析:
“碰撞”是产生大气压的微观实质.
例4.如图所示,竖直放置的弯曲管A端开口,B端封闭,密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内,管内液面高度差分别为h1、h2和h3,则B端气体的压强为(已知大气压强为P0)()
A.P0-ρg(h1+h2-h3)
B.P0-ρg(h1+h3)
C.P0-ρg(h1+h3-h2)
D.P0-ρg(h1+h2)
设B端气体的压强为PB,中间部分气体的压强为P中,则:
P0=P中+ρgh3,PB+ρgh1=P中,即:
PB=P0-ρg(h1+h3)。
故B选项对。
变式题1:
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3所示,M为重物质量,F是外力,p0为大气压,S为活塞面积,G为活塞重,则压强各为:
P1=p0;
P2=p0+Mg/S;
P3=p0+F/S。
变式题2:
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)
P1=P0=76cmHg;
P2=P0-25cmHg=51cmHg
P3=P0-hsinα=76cmHg-12.5cmHg=63.5cmHg;
P4=P0+h=101cmHg;
P5=P0+h=101cmHg。
变式题3:
如图所示,活塞质量为m,缸套质量为M,通过弹簧吊在天花板上,气缸内封住了一定质量的空气,而活塞与缸套间无摩擦,活塞面积为S,则下列说法正确的是() (P0为大气压强)
A、内外空气对缸套的总作用力方向向上,大小为Mg
B、内外空气对缸套的总作用力方向向下,大小为mg
C、气缸内空气压强为P0-Mg/S
D、气缸内空气压强为P0+mg/S
以缸套为整体研究:
P0S=PS+Mg;
即:
P=P0-Mg/S故C选项正确。
变式题4:
如图所示:
变式题5:
如图4所示,在一端封闭的U形管内,三段水银柱将空气柱A、B、C封在管中,在竖直放置时,AB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h1和h2,外界大气的压强为p0,则A、B、C三段气体的压强分别是多少?
PA=p0+h2PB=PA=p0+h2PC=PB–h1=p0+h2-h1。
变式题6:
如图5所示,质量为m1内壁光滑的横截面积为S的玻璃管内装有质量为m2的水银,管外壁与斜面的动摩擦因素为:
μ=√3/6,斜面倾角θ=30°
,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p0)
以玻璃管整体为研究对象:
(m1+m2)gsin30°
-μ(m1+m2)gcos30°
=(m1+m2)a
以水银为研究对象:
m1gsin30°
+p0S-PS=m1a
联立以上两式可得:
P=p0+m1g/4S。
点评:
气体压强计算:
类型:
1.液体密封气体,2.容器密封气体,3.气缸密封气体。
思路方法步骤:
1.定对象:
整体、部分(缸体、活塞、密封气体)
2.分析力
3.用规律:
静态∑F外=0、动态∑F外=ma。
气体压强的计算方法
(一)——参考液片法
1.计算的主要依据是液体静止力学知识。
①.液面下h深处的压强为p=gh。
②.液面与外界大气相接触。
则液面下h处的压强为p=p0+gh
③.帕斯卡定律:
加在密闭静止液体(或气体)上的压强能够大小不变地由液体(或气体)向各个方向传递(注意:
适用于密闭静止的液体或气体)
④.连通器原理:
在连通器中,同一种液体(中间液体不间断)的同一水平面上的压强是相等的。
2.计算的方法步骤
①.选取假想的一个液体薄片(其自重不计)为研究对象
②.分析液体两侧受力情况,建立力的平衡方程,消去横截面积,得到液片两面侧的压强平衡方程
③.解方程,求得气体压强
气体压强的计算方法
(二)——平衡条件法
求用固体(如活塞等)封闭在静止容器内的气体压强,应对固体(如活塞等)进行受力分析。
然后根据平衡条件求解。
气体压强的计算方法(三)——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态时,欲求封闭气体压强,首先要选择恰当的对象(如与气体相关的液体、活塞等)并对其进行正确的受力分析(特别注意分析内外的压力)然后应用牛顿第二定律列方程求解。
过关习题:
二、气体的等温变化玻意耳定律:
1.等温变化:
一定质量的气体在温度不变的情况下,发生的状态变化叫做等温变化。
2.玻意耳定律:
(1)定律内容表述之一
一定质量的气体,在温度不变的情况下,它的压强跟体积成反比。
数学表达式:
设初态体积为V1,压强为p1;
末态体积为V2,压强为p2。
有:
p1V1=p2V2
(2)定律内容表述之二
一定质量的气体,在温度不变的情况下,它的压强跟体积的乘积是不变的。
数学表达式:
pV=恒量
(3)用图象表述玻意耳定律
①.纵轴代表气体的压强;
横轴代表气体的体积;
选取恰当的分度和单位。
V
②.纵轴代表气体的压强;
横轴代表气体的体积的倒数
(4)使用范围:
玻意耳定律是实验定律,不论什么气体,只要符合压强不太大(和大气压比较)、温度不太低(和室温比较)的条件,都近似地符合这个定律。
(5)同一气体,不同温度下等温线是不同的。
思考:
你能判断哪条等温线是表示温度较高的情形吗?
你是根据什么理由作出判断的?
答:
在相同的体积情况下,P3>
P2>
P1,说明气体压强增大是由于气体分子与器壁的碰撞频繁加剧形成的,即温度升高所致。
故有:
t3>
t2>
t1。
例题分析:
例1.某个容器的容积是10L,所装气体的压强是20×
105Pa。
如果温度保持不变,把容器的开关打开以后,容器里剩下的气体是原来的百分之几?
设大气压是1.0×
以容器原装气体为研究对象,设容器的开关打开以后气体的体积为V,由于此过程为等温过程,所以由
玻意耳定律可得:
p1V1=p2V2,
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