气体的态参量精选课件.ppt
关于气体的态参量第一页，本课件共有38页1气体的状态参量气体的状态参量（1 1）体积（）体积（V V），是气体分子所能到达的空间，），是气体分子所能到达的空间，也就是气体所充满的容器的容积。也就是气体所充满的容器的容积。国际单位：米国际单位：米3 3（m m3 3），常用单位有：），常用单位有：dmdm3 3（L L）、）、cmcm3 3（mLmL）。）。（2 2）温度（）温度（T T），是描述气体的冷热程度的物理），是描述气体的冷热程度的物理量。它决定于气体分子无规则运动的剧烈程度，量。它决定于气体分子无规则运动的剧烈程度，温度是气体分子平均动能大小的标志。温度是气体分子平均动能大小的标志。国际单位是：开尔文（国际单位是：开尔文（K K），生活中也用摄氏度（），生活中也用摄氏度（0 0C C）。）。第二页，本课件共有38页（3 3）压强（）压强（p p），气体所处容器内器壁上单位），气体所处容器内器壁上单位面积上所受气体的压力。它产生的根本原因是面积上所受气体的压力。它产生的根本原因是气体气体大量大量分子对器壁的分子对器壁的频繁频繁撞击。撞击。国际单位是：帕斯卡（国际单位是：帕斯卡（PaPa）。）。1 pa=1 N/m1 pa=1 N/m2 2 常用单位有：标准大气压常用单位有：标准大气压atmatm厘米汞柱厘米汞柱 cmHg cmHg 1atm=76 cmHg=gh=13.6101atm=76 cmHg=gh=13.6103 39.80.76 9.80.76 =1.01310=1.013105 5 Pa Pa第三页，本课件共有38页o假如雨滴撞击伞面是一滴一滴的，伞受到的力是断断续续的，不是持续的。大量的雨滴不停地打在伞上，产生的压力是持续的。而气体重力对压强的影响很小，故气体对各个方向的压强大小相等。o思考题：(1)单位体积内的分子数越多，产生的压强越大还是越小？(2)分子的平均速率越大，产生压强是越大还是越小（通过启发引导归纳气体压强大小的两个决定因素）。第四页，本课件共有38页o气体状态和状态参量的关系气体状态和状态参量的关系 对一定质量的对一定质量的气体而言，三个状态参量中一个不变，其它气体而言，三个状态参量中一个不变，其它两个改变，或三个状态参量都发生改变时，两个改变，或三个状态参量都发生改变时，气体的状态就改变了。气体的状态就改变了。只有一个状态参量发只有一个状态参量发生改变是不可能的。生改变是不可能的。第五页，本课件共有38页2气体的压强计算气体的压强计算o被固体封闭的气体压强被固体封闭的气体压强首先对活塞（或气缸）进行受力分析，而后根据物体的平衡条件列方程求解。m1s1m1s1m2s2MMm1s1Mm1s1Mm1s1M第六页，本课件共有38页如图，一个横截面积为如图，一个横截面积为S S的圆筒形容器竖直放置，金的圆筒形容器竖直放置，金属圆板属圆板A A的上表面是水平的，的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为水平面的夹角为，圆板的，圆板的质量为质量为M M，不计圆板与容器，不计圆板与容器内壁之间的摩擦，若大气内壁之间的摩擦，若大气压强为压强为P P0 0，则被圆板封闭在，则被圆板封闭在容器中的气体的压强等于容器中的气体的压强等于 第七页，本课件共有38页被液体封闭的气体压强被液体封闭的气体压强hhhho1.1.液面下液面下h h处的压强处的压强p=ghp=gh。注意：。注意：h h是竖直高度（不是是竖直高度（不是倾斜长度）倾斜长度）h第八页，本课件共有38页o2.2.连通器原理：在连通器中，同一液体（中间液体连通器原理：在连通器中，同一液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的。不间断）的同一水平面上的压强是相等的。第九页，本课件共有38页思考：思考：大气压为大气压为76cmHg,76cmHg,密闭气体密闭气体A,BA,B的压强是的压强是多少？多少？第十二页，本课件共有38页o气体压强是多少？第十三页，本课件共有38页o被液体和气缸密闭的气体hhh第十四页，本课件共有38页一圆筒形气缸，静置于地面上，气缸筒的质量为一圆筒形气缸，静置于地面上，气缸筒的质量为M M，活，活塞（连同手柄）的质量为塞（连同手柄）的质量为m m，气缸内部横截面积为，气缸内部横截面积为S S大气大气压为压为P P。若用手提住活塞手柄缓慢上提，设气缸足够长，。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汽缸内气体的压强。时汽缸内气体的压强。第十五页，本课件共有38页 一定质量的气体，它的温度、体积和压强三个一定质量的气体，它的温度、体积和压强三个一定质量的气体，它的温度、体积和压强三个一定质量的气体，它的温度、体积和压强三个量之间变化是相互对应的。我们如何确定三个量之量之间变化是相互对应的。我们如何确定三个量之量之间变化是相互对应的。我们如何确定三个量之量之间变化是相互对应的。我们如何确定三个量之间的关系呢？间的关系呢？间的关系呢？间的关系呢？控制变量的方法控制变量的方法首先，我们来研究：当温度（首先，我们来研究：当温度（T）保持不变时，体积）保持不变时，体积（V）和压强（）和压强（p）之间的关系。）之间的关系。第十九页，本课件共有38页（1）研究的是哪一部分气体）研究的是哪一部分气体?（2）怎样保证）怎样保证 T 不变不变?第二十页，本课件共有38页o玻意耳定律 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，用公式可表述为 P1V1=P2V2 第二十一页，本课件共有38页o玻意耳定律可以用气体分子动理论来解释，分子的总数是不变的，当温度一定时，分子的平均速率也不变，单位时间内分子与容器壁碰撞的次数，只决定于单位体积内分子的数目，这时，若气体的体积减小到原来的几分之一，单位体积内的分子数就增大到原来的几倍，因而单位时间内气体分子对单位面 积器壁的碰撞次数也增加到原来的几倍，即压强增加到原来的几倍，气体体积增大时，情况恰好相反，所以气体的压强与体积成反比。第二十二页，本课件共有38页o上述关系也可以在P-V图上以一条曲线表述出来，这条表示一定质量的气体在温度不变时其压强随体积变化的关系曲线叫做气体的等温线。图像上的一点点，代表一定质量的气体的一个状态状态，同一等温线上每一状态的温度均相同对同一部分气体，在不同温度下的等温线为一簇双曲线，离坐标轴越远远的等温线的温度越高高第二十三页，本课件共有38页o玻意耳定律的适用条件玻意耳定律的适用条件（1 1）温度不太低，压强不太大）温度不太低，压强不太大（2 2）被研究气体的质量、温度保持不变）被研究气体的质量、温度保持不变第二十四页，本课件共有38页o例例1 1 一个气泡从水底升到水面时，它的体积增大一个气泡从水底升到水面时，它的体积增大为原来的为原来的3 3倍，设水的密度为倍，设水的密度为=110=1103 3kg/mkg/m3 3，大气压，大气压强强p p0 0=1.0110=1.01105 5PaPa，水底与水面的温度差不计，求水的，水底与水面的温度差不计，求水的深度取深度取g=10m/sg=10m/s2 2o分析分析 气泡在水底时，泡内气体的压强等于水面上大气气泡在水底时，泡内气体的压强等于水面上大气压与水的静压强之和气泡升到水面上时，泡内气体的压压与水的静压强之和气泡升到水面上时，泡内气体的压强减小为与大气压相等，因此其体积增大由于水底与水强减小为与大气压相等，因此其体积增大由于水底与水面温度相同，泡内气体经历的是一个等温变化过程，故可面温度相同，泡内气体经历的是一个等温变化过程，故可用玻意耳定律计算用玻意耳定律计算第二十五页，本课件共有38页o解答解答 设气泡在水底时的体积为设气泡在水底时的体积为V V1 1、压强为、压强为p p1 1=p=p0 0+gh+gh气泡升到水面时的体积为气泡升到水面时的体积为V V2 2，则，则V V2 2=3V=3V1 1，压强为压强为p p2 2=p=p0 0由玻意耳定律由玻意耳定律p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2，即，即(p(p0 0+gh)V+gh)V1 1=p=p0 03V3V1 1得水深得水深h=20.2mh=20.2m第二十六页，本课件共有38页o水银气压计管子露出水银槽长度为水银气压计管子露出水银槽长度为85cm85cm。由。由于管内留有少量气体，当实际气压为于管内留有少量气体，当实际气压为77cmHg77cmHg时，读数为时，读数为76cmHg76cmHg。求：当读数为。求：当读数为75cmHg75cmHg时，时，实际气压实际气压P P为多少？为多少？第二十七页，本课件共有38页o例3如图所示，气缸筒的质量为M，活塞（连同手柄）的质量为m气缸内部的横截面积为S，大气压强为p0，平衡时气缸内的容积为V，现用手握住活塞手柄缓慢向上提，设气缸足够长，在整个上提过程中气体温度保持不变，并且不计气缸内气体重力及活塞与气缸间的摩擦，求将气缸刚提离地面时活塞上升的距离 第二十八页，本课件共有38页第二十九页，本课件共有38页o例例4 4一根一端封闭玻璃管开口向下插入水银一根一端封闭玻璃管开口向下插入水银槽中，内封一定质量的气体，管内水银面低槽中，内封一定质量的气体，管内水银面低于管外，在温度不变时稍向下插一些，下列于管外，在温度不变时稍向下插一些，下列说法正确的是，如图所示说法正确的是，如图所示（A A）玻璃管内气体体积减小）玻璃管内气体体积减小（B B）玻璃管内气体体积增大）玻璃管内气体体积增大（C C）管内外水银面的高度差减小）管内外水银面的高度差减小（D D）管内外水银面的高度差增大）管内外水银面的高度差增大第三十三页，本课件共有38页o解析解析 设想把管压下很深，则易知设想把管压下很深，则易知V V减小，减小，P P增大，增大，h h增大增大 A A、D D正确正确 （A A）玻璃管内气体体积减小）玻璃管内气体体积减小（B B）玻璃管内气体体积增大）玻璃管内气体体积增大（C C）管内外水银面的高度差减小）管内外水银面的高度差减小（D D）管内外水银面的高度差增大）管内外水银面的高度差增大第三十四页，本课件共有38页o如图，大气压如图，大气压P P0 0=76cmHg=76cmHg，汞柱，汞柱h=19cmh=19cm，空气柱空气柱L=40 cmL=40 cm。求：从左边再灌入多少长。求：从左边再灌入多少长的汞柱，可使两边的水银面一样平？的汞柱，可使两边的水银面一样平？hL第三十五页，本课件共有38页o汽车轮胎体积汽车轮胎体积V=25 LV=25 L，打气前，打气前P=1 atmP=1 atm。为使轮胎的压强变为为使轮胎的压强变为4 atm4 atm，则须打进多少，则须打进多少L L的的1 atm1 atm的空气？的空气？第三十六页，本课件共有38页o如图。两端封闭的玻璃管，当中有一段水银柱如图。两端封闭的玻璃管，当中有一段水银柱封闭两段空气。平放时，空气柱封闭两段空气。平放时，空气柱L L =，气体压强均为气体压强均为P=76 cmHgP=76 cmHg。竖放时。竖放时1=2 1=2 L2 L2 。求：当中水银柱的长度。求：当中水银柱的长度h=h=？L1L2L1L257 cm第三十七页，本课件共有38页感感谢谢大大家家观观看看第三十八页，本课件共有38页
