玻意耳定律的应用习题课精选课件.ppt

关于玻意耳定律的应用习题课第一页，本课件共有32页知识要点复习：知识要点复习：1、玻意耳定律实验装置及实验过程、玻意耳定律实验装置及实验过程(1)以以A管中封闭的气体为管中封闭的气体为研究对象研究对象；(2)注意注意A、B两管中液面的升降分析。两管中液面的升降分析。p0ABp0ABh1h2p0 ABh1h2h1h2h1h2p1=p0+h1p2=p0-h2p=p0p1=p0+h1p2=p0-h2p=p0p1=p0+h1p2=p0-h2p=p0p1=p0+h1p2=p0-h2p=p0第二页，本课件共有32页知识要点复习：知识要点复习：2、玻意耳定律、玻意耳定律内容：内容：一定质量的气体，当温度不变时，气体的压强一定质量的气体，当温度不变时，气体的压强跟它的体积成反比。跟它的体积成反比。数学表示式：数学表示式：p1V1 p2V2 恒量恒量 上式中的恒量跟气体的质量、种类、温度有关。上式中的恒量跟气体的质量、种类、温度有关。图线（等温线）：图线（等温线）：TPVOPTTVABABABCDCCDD TTP1/VODACB第三页，本课件共有32页气体实验定律的解题步骤1、选定一定质量的气体2、判断是什么过程（等温、等压、等容）3、分析和确定初末状态4、列方程求解第四页，本课件共有32页例例1、如图，用一段如图，用一段10cm长的水银柱封闭一长的水银柱封闭一段气柱，当玻璃管开口向下竖直放置时，气段气柱，当玻璃管开口向下竖直放置时，气柱的长度为柱的长度为30cm，（，（1）若缓慢将玻璃管转）若缓慢将玻璃管转成水平，则空气柱的长度为多少（成水平，则空气柱的长度为多少（2）若缓慢）若缓慢将玻璃管转成水平方向成将玻璃管转成水平方向成30 角角，则空气柱，则空气柱的长度为多少？的长度为多少？30第五页，本课件共有32页例例2：均匀均匀U形玻璃管竖直放置，用水银将一些空气封在形玻璃管竖直放置，用水银将一些空气封在A管内，当管内，当A、B两管水银面相平时，大气压强支持两管水银面相平时，大气压强支持72cmHg。A管内空气柱长度为管内空气柱长度为10cm，现往，现往B管中注入水银，当两管中注入水银，当两管水银面高度差为管水银面高度差为18cm时，时，A管中空气柱长度是多少？管中空气柱长度是多少？注入水银柱长度是多少？注入水银柱长度是多少？xxxxxx10cmABxx18cm初态初态末态末态AB分析分析解答解答 以以A中空气柱为研究对象中空气柱为研究对象p1p072cmHg，V110S p2p01890cmHg，V2L2S 根据根据玻意耳定律解得玻意耳定律解得 L28cm A管管中水银面上升中水银面上升 x10 L2 2cm 注注入水银柱长度入水银柱长度 L182x22cm第六页，本课件共有32页例例3、将一试管管口朝下压入水中，若管内将一试管管口朝下压入水中，若管内2/3进水，则管内空气的压强为（进水，则管内空气的压强为（）A.3/2atm B.2/3atm C.2atm D.3atmB第七页，本课件共有32页练习练习：如图所示，在小车上水平放置一如图所示，在小车上水平放置一个封有空气的均匀玻璃管，管长个封有空气的均匀玻璃管，管长60cm，封闭气体的水银柱长封闭气体的水银柱长15cm，且与管口平，且与管口平齐。外界大气压强为齐。外界大气压强为1.0 105Pa，已知，已知水银密度为水银密度为 13.6 103kg/m3。要使空。要使空气柱长度为管长的一半，小车的加速度气柱长度为管长的一半，小车的加速度大小应为，方向为大小应为，方向为。第八页，本课件共有32页(1)先以先以封闭气体封闭气体为研究对象，为研究对象，p1 1.0 105Pa，l145cm，l230cm，利用玻意耳定，利用玻意耳定律律p1V1 p2V2 求出求出 p2？（？（p21.5 105Pa p0);60cml2提示：提示：ap2S p0S(2)再以再以水银柱水银柱为研究对象为研究对象,利用牛顿第二定律利用牛顿第二定律 p2S-p0S=ma,注意注意m=l S=13.6 103 0.15 S=2.04 103 S(kg),即可求出即可求出a=(1.5 105-1.0 105)/(2.04 103)24.5 m/s2水银柱水银柱60cml1第九页，本课件共有32页例例4 4、一根一端开口，另一端封闭的直玻璃管一根一端开口，另一端封闭的直玻璃管中有一段水银柱封闭着一部分空气，将玻璃管中有一段水银柱封闭着一部分空气，将玻璃管水平地放桌面上水平地放桌面上,如右图所示。用手推动玻璃如右图所示。用手推动玻璃管水平向左匀加速运动，当它开始运动时，水管水平向左匀加速运动，当它开始运动时，水银柱相对于玻璃管（银柱相对于玻璃管（）A A静止静止 B B向左运动向左运动C C向右运动向右运动 D D无法判断无法判断C第十页，本课件共有32页例例5 5、竖竖直直插插入入水水银银槽槽中中的的玻玻璃璃管管，上上端端封封闭闭，下下端端开开口口，管管内内外外液液面面高高度度差差为为h h2 2，槽槽外外水水银银面面上上的的管管长长为为h h1 1，如如果果大大气气压压不不变变，当当将将玻玻璃璃管管缓缓慢慢向向上提升时（如右图）（上提升时（如右图）（）A Ah h2 2不变不变B Bh h2 2增加增加C Ch h2 2减小减小D D无法判断无法判断c第十一页，本课件共有32页例例6、将一端封闭的玻璃管倒立水银槽将一端封闭的玻璃管倒立水银槽内，内封一定质量的气体，如图所示。内，内封一定质量的气体，如图所示。若将管略压下一些，下述说法正确的若将管略压下一些，下述说法正确的是（是（）A.玻璃管内气体体积扩大玻璃管内气体体积扩大B.玻璃管内气体体积缩小玻璃管内气体体积缩小C.管内外水银面高度差减小管内外水银面高度差减小D.管内外水银面高度差增大管内外水银面高度差增大BC第十二页，本课件共有32页例例7、如右图所示，用一段水银柱将管如右图所示，用一段水银柱将管内气体与外界隔绝，管口朝下竖直放置，内气体与外界隔绝，管口朝下竖直放置，今将玻璃管倾斜，下列叙述正确的是（今将玻璃管倾斜，下列叙述正确的是（）A封闭端内的气体压强增大封闭端内的气体压强增大B封闭端内的气体压强减小封闭端内的气体压强减小C封闭端内的气体体积增大封闭端内的气体体积增大D封闭端内的气体体积减小封闭端内的气体体积减小AD第十三页，本课件共有32页例例8、将一端封闭的玻璃管倒立水银槽内，内封将一端封闭的玻璃管倒立水银槽内，内封一定质量的气体，如图所示。若将管以开口一定质量的气体，如图所示。若将管以开口端为轴向右旋转一些，下述说法正确的是（端为轴向右旋转一些，下述说法正确的是（）A.玻璃管内气体体积扩大玻璃管内气体体积扩大B.玻璃管内气体体积缩小玻璃管内气体体积缩小C.管内外水银面高度差减小管内外水银面高度差减小D.管内外水银面高度差增大管内外水银面高度差增大BC第十四页，本课件共有32页例例9 9、一一直直径径为为D D的的气气泡泡从从湖湖底底升升起起，到到达达水水面面时时直直径径扩扩大大为为2D2D，设设湖湖水水温温度度均均匀匀，大大气气压压为为1.0101.0105 5PaPa，则则湖湖水深度约为（水深度约为（）A.20m B.40m C.70m D.100mA.20m B.40m C.70m D.100mC第十五页，本课件共有32页例例10、一只汽车轮胎，充足气体时的体一只汽车轮胎，充足气体时的体积是积是0.8m3，压强是，压强是5.7105Pa，装在汽，装在汽车上后，受到车身的压力而发生形变，车上后，受到车身的压力而发生形变，体积减小到体积减小到0.76 m3，若温度保持不变，若温度保持不变，这时轮胎内气体的压强为这时轮胎内气体的压强为_ Pa.第十六页，本课件共有32页一定温度下不同质量气体的等温线一定温度下不同质量气体的等温线m4m3m2m1m4m3m2m1第十七页，本课件共有32页例例1 1、一定质量的理想气体的一定质量的理想气体的pVpV图如右图所图如右图所示，示，a a、b b、c c三点所表示的状态温度分别为三点所表示的状态温度分别为T Ta a、T Tb b、T Tc c，那么（），那么（）A.TA.Ta a=T=Tb b B.T B.Tb b=T=Tc c C.TC.Tc c=T=Ta a D.D.可能可能T Tc cTTa aB第十八页，本课件共有32页例例2、图中的图中的a，b直线，表示一定质量的气体在不直线，表示一定质量的气体在不同温度情况下发生状态变化的同温度情况下发生状态变化的P-图线图线.则则()(A)两次都是等温变化、两次都是等温变化、b的温度较大；的温度较大；(B)两次都是等温变化、两次都是等温变化、a的温度较大；的温度较大；(C)两次都不是等温变化；两次都不是等温变化；(D)条件不足，无法判断条件不足，无法判断.P0温度高温度高温度低温度低P0ABB 第十九页，本课件共有32页问题问题1：农村中常用来喷射农药的压缩喷雾器的结农村中常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图所示，构如图所示，A的总容积为的总容积为7.5L，装入药液后，装入药液后，药液上方体积为药液上方体积为1.5L。关闭阀门。关闭阀门K，用打气筒，用打气筒B每次打进每次打进105Pa的空气的空气250cm3。问：。问：（1）要使药液上方气体的压强为）要使药液上方气体的压强为4 105Pa，打气，打气筒活塞应打几次？筒活塞应打几次？（2）当）当A中有中有4 105Pa的空气的空气后，打开后，打开K可喷射药液，直到可喷射药液，直到不能喷射时，喷雾器剩余多不能喷射时，喷雾器剩余多少体积的药液少体积的药液？BAK第二十页，本课件共有32页参考解答：参考解答：（1）以以A中原有空气和中原有空气和n次打入次打入A中的全中的全部气体为部气体为研究对象研究对象。由玻意耳定律，可得。由玻意耳定律，可得(依实依实际情况和题意际情况和题意,大气压强可取大气压强可取105Pa)p0（VnV0）=p1V 105（1.5+n250 10-3)=4 105 1.5 n=18(次次)第二十一页，本课件共有32页参考解答：参考解答：(2)打开阀门打开阀门K，直到药液不能喷射，直到药液不能喷射，忽略喷管中忽略喷管中药液产生的压强药液产生的压强，则此时，则此时A容器内的气体应等于外界大容器内的气体应等于外界大气压。以气压。以A容器内的气体作为容器内的气体作为研究对象研究对象，由玻意耳定律，由玻意耳定律，可得可得 p1Vp0V V=L从而，从而，A容器内剩余药液的体积容器内剩余药液的体积V剩剩V总总V 7.5-6=1.5L第二十二页，本课件共有32页继续思考继续思考:要使药液全部喷出要使药液全部喷出,则需要打几次气？喷则需要打几次气？喷药前便打足气，与药液喷不完时再补打气，要药前便打足气，与药液喷不完时再补打气，要使药液全部喷出，两种情况的打气总次数相等使药液全部喷出，两种情况的打气总次数相等吗？吗？第二十三页，本课件共有32页参考解答：参考解答：设要使药液全部喷出，需要打设要使药液全部喷出，需要打n次气。次气。仍以仍以A中原有空气和打入中原有空气和打入A中的全部气体为研究对象中的全部气体为研究对象，由玻意，由玻意耳定律，可得耳定律，可得p0（VnV0）=p0V总总n 24次次喷药前打足气，与药液喷不完时再补打气，要使药液全喷药前打足气，与药液喷不完时再补打气，要使药液全部喷出，部喷出，两种情况的打气总次数是相等的两种情况的打气总次数是相等的。这是因为两种。这是因为两种情况中，未打气前药液上方空气的压强和体积均相同，每情况中，未打气前药液上方空气的压强和体积均相同，每次打入次打入A容器中的空气的压强和体积均相同，最终药液全容器中的空气的压强和体积均相同，最终药液全部喷出时部喷出时A容器中空气的压强和体积亦相同。容器中空气的压强和体积亦相同。总总第二十四页，本课件共有32页问题问题2、某压缩式喷雾器储液桶的容量是某压缩式喷雾器储液桶的容量是5.7 103m3。往桶内倒入。往桶内倒入4.2 103m3的药的药液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出。液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出。如果每次能打进如果每次能打进2.5 104m3的空气，要使喷雾器内空气的空气，要使喷雾器内空气的压强达到的压强达到4标准大气压应打标准大气压应打气几次？这个压强能否使喷气几次？这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完？雾器内的药液全部喷完？（设大气压强为（设大气压强为1标准大气压）标准大气压）进气口进气口喷液口喷液口第二十五页，本课件共有32页参考解答：参考解答：设标准大气压为设标准大气压为p0，药桶中空气的体积为，药桶中空气的体积为V。打。打气气N次以后，喷雾器中的空气压强达到次以后，喷雾器中的空气压强达到4标准大气压，打标准大气压，打入的气体在入的气体在1标准大气压下的体积为标准大气压下的体积为0.25 103m3，则根，则根据玻意耳定律，据玻意耳定律，p0（VN 0.25 103）=4p0V其中其中V5.7 103_ 4.2 103=1.5 103m3 代入数值，解得代入数值，解得 N18（次）（次）当空气完全充满药桶以后，如果空气压强仍然大于大当空气完全充满药桶以后，如果空气压强仍然大于大气压，则药液可以全部喷出。由玻意耳定律，气压，则药液可以全部喷出。由玻意耳定律，4p0Vp 5.7 103 解得解得 p 1.053p0 p0所以，所以，药液可以全部喷出药液可以全部喷出。第二十六页，本课件共有32页问题问题3:如图所示如图所示,竖直放置的连通器左、右两管为口径竖直放置的连通器左、右两管为口径不同的均匀直玻璃管，横截面积不同的均匀直玻璃管，横截面积S右右2S左左,用水银将用水银将空气封闭在右管中空气封闭在右管中,平衡时左、右水银面相平，右管平衡时左、右水银面相平，右管内水银面距管顶内水银面距管顶l010cm。现将一活塞从左管上口慢。现将一活塞从左管上口慢慢推入左管，直到右管水银面比左管水银面高出慢推入左管，直到右管水银面比左管水银面高出h6cm为止。求此时左、右两管中气体的压强。已知大气为止。求此时左、右两管中气体的压强。已知大气压强压强p076cmHg,温度不变。温度不变。l0左左右右提示：提示：这是两个研究对象这是两个研究对象的问题，左、右两管内的的问题，左、右两管内的封闭气体都遵从玻意耳定封闭气体都遵从玻意耳定律，它们之间的律，它们之间的几何关系几何关系和压强和压强关系是解决问题关系是解决问题的桥梁。的桥梁。第二十七页，本课件共有32页左左右右左左右右几何关系几何关系:h1 S左左 h2 S右右 S右右2S左左 又又h1+h2 6cm h1 4cm h2 2cm .玻意耳定律玻意耳定律:对对左管气体左管气体 p1V1 p2V2 76 10S左左(p26)(10h1x)S左左 .对对右管气体右管气体 p1V1 p2V2 76 10S右右 p2 (10h2)S右右 .联立联立，解得，解得 p295cmHg x 6.5 cm分析与解答：分析与解答：l0=10cmx=?h1h276cmHg6cm第二十八页，本课件共有32页练习：练习：一横截面积为一横截面积为S的气缸水平放置，固定的气缸水平放置，固定不动。气缸壁是导热的。两个活塞不动。气缸壁是导热的。两个活塞A和和B将气将气缸分隔为缸分隔为 1、2两气室，达到平衡时两气室，达到平衡时1、2两气两气室体积之比为室体积之比为 3：2，如图所示。在室温不，如图所示。在室温不变的条件下，缓慢推动活塞变的条件下，缓慢推动活塞A，使之向右移动，使之向右移动一段距离一段距离d。求活塞。求活塞B向右移动的距离。不向右移动的距离。不计活塞与气缸壁之间的摩擦。计活塞与气缸壁之间的摩擦。12AB第二十九页，本课件共有32页思路分析与参考解答：思路分析与参考解答：因气缸水平放置，又不计活塞的因气缸水平放置，又不计活塞的摩擦，故平衡时两气室内的压强必相等。摩擦，故平衡时两气室内的压强必相等。设设初态时气初态时气室内压强为室内压强为p0，气室，气室1、2的体积分别为的体积分别为V1和和V2；在活；在活塞塞A向右移动向右移动d的过程中活塞的过程中活塞B向右移动的距离为向右移动的距离为x；最后气缸内压强为最后气缸内压强为p。因温度不变，。因温度不变，分别对气室分别对气室1和和2的气体运用玻意耳定律的气体运用玻意耳定律，得，得气室气室1 p0V1=p（V1SdSx）气室气室2 p0V2p（V2Sx）由（由（1）和（）和（2）两式解得）两式解得 x=V2d/(V1+V2)由题意由题意 V1/V23/2，得，得 x2d/5AB12第三十页，本课件共有32页问题问题4：如图所示，质量为如图所示，质量为M的汽缸置于水平地面的汽缸置于水平地面上，用横截面积为上，用横截面积为S、质量为、质量为m的活塞封入长为的活塞封入长为 l 的空气柱，现用水平恒力的空气柱，现用水平恒力F向右拉活塞，当活塞向右拉活塞，当活塞相对汽缸静止时，活塞到汽缸底部的距离是多少？相对汽缸静止时，活塞到汽缸底部的距离是多少？已知大气压强为已知大气压强为p0，温度不变，不计一切摩擦。，温度不变，不计一切摩擦。分析讨论：分析讨论：起初起初，活塞左右，活塞左右压强相等；压强相等；后来后来，活塞所受合，活塞所受合外力产生加速度，用整体法可外力产生加速度，用整体法可求出这个加速度。另外求出这个加速度。另外，研究，研究力、热综合问题时，力、热综合问题时，要能灵活要能灵活地变换研究的对象地变换研究的对象。l第三十一页，本课件共有32页感感谢谢大大家家观观看看第三十二页，本课件共有32页