高二物理气体的状态参量.ppt

第六章 分子和气体定律,B1 气体的状态参量（新课教学）上大市北附中 吕德库,气体的状态参量,气体的状态参量,充气安全滑梯,充气沙发,B1 气体的状态参量,先看一个演示实验：在上端有活塞的厚玻璃筒底部放置一小块硝化棉，用手快速向下压活塞，观察产生的现象。,气体的状态参量,实验结论：用手快速向下压活塞，密封在玻璃筒里气体的体积、温度、压强都发生了变化，气体的状态发生了变化。,气体的状态参量,一、气体的状态参量,在物理学中，要用体积、温度、压强等物理量来描述气体的状态，这几个物理量被称为气体的状态参量。气体的状态与状态的变化（1）对于一定质量的气体，如果温度、体积和压强都不变，就说气体处于一定的状态中。（2）如果三个量都变了，或其中两个量变了，就说气体的状态变了。（3）三个量中只有一个量改变而其他两个量不改变的情况不会发生。,气体的状态参量,1、气体体积,气体分子所能达到的空间范围称为气体的体积即容器的容积。符号：V,单位：国际单位：m3(读作立方米),常用单位：,L(升）,mL(毫升),换算：1L=1mL=,10-3m3,10-6m3,气体的状态参量,2、温度,宏观：气体的温度是描述气体的冷热程度的物理量。,微观：气体的温度体现了气体分子热运动的剧烈程度。,温标温标即温度的数值表示法。,T(热力学温标)国际单位：K(开尔文)t(摄氏温标)单位：OC(摄氏度),测量：温度计、温度传感器(DIS),T(热力学温标),t(摄氏温标),气体分子运动越剧烈分子运动的平均速率越大，气体的温度就越高。温度是分子平均动能的标志,演示实验：把磅秤的托盘翻过来放置，将小钢珠连续倒在托盘上，由于小钢珠不断地撞击托盘，托盘受到持续的压力，磅秤上就会显示出压力的示数。,气体的状态参量,3、气体的压强,气体的压强是怎样产生的？,气体的状态参量,组成气体的大量分子向各个方向运动，撞击器壁产生压强。,气体的状态参量,气体压强产生的是由于组成气体的大量分子向各个方向运动，并撞击容器壁而产生的(微观解释)。,体压强的大小与每个分子的质量，运动速度大小，单位面积上碰撞的分子数等有关。,气体的压强的特点：同一容器中的气体的压强向各个方向的大小都相等，不随深度变化.,气体的状态参量,3、气体的压强,(1)压强（宏观）：,容器壁单位面积上所受的压力就是气体的压强。,大气压强的表示方法：单位：国际单位：Pa(帕斯卡),常用单位：cmHg(厘米汞柱)、atm（大气压）,1 atm=76 cmHg=1.013105 Pa,一个标准大气压 p0=1.013105Pa 或写成 p0=76cmHg,一个厘米汞柱产生的压强 p=1cmHg=133Pa,气体的状态参量,练习：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,C,气体的状态参量,(2)气体压强的测量,指针式或数字时压强计,压强传感器(DIS),气体的状态参量,汞压强计：,将压强计竖直放置，待测气体的容器与U形管的一臂连通。,汞压强计两臂内汞面的高度相等，表明容器内气体的压强P等于大气压强P0。P=P0,气体的状态参量,(3)封闭气体压强的计算,容器静止或做匀速运动时有二种求解方法：参考液面法：根据同种不间断液体在同一水平液面上压强相等，即“连通器原理”来选取恰当的等压液面，对这一液面列出向上、向下或向左、向右等方向的压强平衡方程（液体产生压强P=gh）。,1、连通器原理,2、P液=液gh,3、压强平衡方程,设：P为气体产生的压强，p0为大气压强，ph为高h的液柱在其底部产生的压强,p=p0+gh,p=p0-gh,气体的状态参量,汞压强计：,将压强计竖直放置，待测气体的容器与U形管的一臂连通。,汞压强计两臂内汞面的高度相等，表明容器内气体的压强P等于大气压强P0。P=P0,p=p0+gh,p=p0-gh,（外界大气压为标准大气压p0）,PS,P0S,mg,PS=mg+P0S,PS=ghS+P0S,P=gh+P0,P=3cmHg+76cmHg=79cmHg,受力分析：（1）重力mg（2）外界大气压力p0s(液柱)（3）管内气体压力ps,平衡方程：,气体的状态参量,受力平衡法：对封闭气体的液柱或固体进行受力分析，列出力的平衡方程，求出气体的压强。,p=76cmHg-6cmHg=70cmHg,U形管中，当液体静止时，等高的两个液面上所受的压力相同。,p0s=ps+mg=ps+ghs,p0=p+gh,p=p0-gh,PS,P0S,mg,气体的状态参量,同种液体、同一高度的两个液片上所受的压力相同。,PS,P0S,mg,PS=P0S+mg,P=P0+mg/S=1.013105+19.8/0.001=1.111105Pa,汽缸活塞质量为m=1kg，活塞面积s=0.001m2外界大气压强为p0标准大气压,三力平衡：,气体的状态参量,P=cmHg=Pa,P=cmHg=Pa,气体的状态参量,（外界大气压为标准大气压p0）,p=p0+F/S,73,86,气体的状态参量,小 结,一、气体的状态参量,1、气体体积,2、温度,3、气体的压强,(1)压强（微观、宏观定义）：,(2)气体压强的测量,(3)封闭气体压强的计算参考液面法;受力平衡法,作业：1、练习册上61页 1-6题；2、辅导训练中154页中训练(一)中1，2，4；训练(二)中1，2，4；158页中4题3.阅读练习册、辅导训练中例题分析,气体的状态参量,气体的状态参量,问题,一、气体的状态参量,1、气体体积,2、温度,3、气体的压强,(1)压强（微观、宏观定义）：,(2)气体压强的测量,(3)封闭气体压强的计算参考液面法;受力平衡法,气体的状态参量,封闭气体压强的计算,容器静止或做匀速运动时有二种求解方法：参考液面法：根据同种不间断液体在同一水平液面上压强相等，即“连通器原理”来选取恰当的等压液面，对这一液面列出向上、向下或向左、向右等方向的压强平衡方程（液体产生压强P=gh）。,受力平衡法：对封闭气体的液柱或固体进行受力分析，列出力的平衡方程，求出气体的压强。,同种液体、同一高度的两个液片上所受的压力相同。,气体压强的计算(1)例1,p=p0+gh,p=p0-gh,气体的状态参量,p=p0+(m1g+m2g)/S,总结：在研究气体压强大小的时候，往往要考察与气体直接接触的物体，如活塞、汞柱等，通过分析这些物体的受力情况，可得出气体的压强。,一个汽缸水平放置在地面上，在质量为m1、截面积为S的活塞上方放置一个质量为m2的重物，平衡时如图所示，则其缸内气体的压强为多少？,PS=P0S+m1g+FN FN=m2g,气体压强的计算(2),受力平衡法：对封闭气体的液柱或固体进行受力分析，列出力的平衡方程，求出气体的压强。,气体的状态参量,例2,设活塞的质量为m，其横截面积为S，大气压强为p0，气缸内气体的压强为P。,气体的状态参量,例3,气体的状态参量,气体压强确定的一般解题思路：,1、确定研究对象：液柱、活塞、汽缸等2、进行正确的受力分析3、根据规律列方程：如平衡条件、牛顿定律4、解方程并对结果进行必要的讨论。,气体的状态参量,例4：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）,76cmHg,51cmHg,63.5cmHg,51cmHg,101cmHg,液体静止时低液面上的压强比高液面上的压强大ph，h为两液面的竖直高度差。,气体的状态参量,汞柱型气体压强计算：对汞柱受力分析,设大气压强为p0，汞柱高为h求封闭气体压强P(单位：cmHg)。,B、活塞型气体压强计算：对活塞或气缸受力分析,设大气压强为p0，活塞质量为m、横截面积为s，气缸质量为M，求封闭气体的压强P(单位：Pa)。,气体的状态参量,PPP,气体的状态参量,压强的确定 对于处在加速运动的容器中的气体，无论是被活塞还是液柱密封，都要把活塞或液柱作为研究对象，进行受力分析，把气体压强对活塞或液柱的压力作为所受外力中的一个，利用牛顿运动定律通过计算确定出气体的压强,气体的状态参量,作业：1、练习册上61页 1-6题；2、辅导训练中158页中1-7题3.阅读练习册、辅导训练中例题分析,