高二物理气体的状态参量.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第六章 分子和气体定律,B,1,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,B,1,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：,m,3,(读作立方米),常用单位：,L(升）,mL(毫升),换算：,1L=,1mL=,10,-3,m,3,10,-6,m,3,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：,O,C(,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,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,p,0,=1.01310,5,Pa,或写成,p,0,=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,P,0,。,P=P,0,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,p,p,0,p,0,p,p,h,p,p,h,p,0,p,p,0,p,p,0,p,h,p,0,p,p,h,p,0,p,p,h,p,p,0,p,h,p,p,0,设：,P,为气体产生的压强，,p,0,为大气压强，,p,h,为高,h的液柱在其底部产生的压强,p=p,0,+gh,p=p,0,-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,P,0,。,P=P,0,p=p,0,+gh,p=p,0,-gh,（外界大气压为标准大气压p,0,）,PS,P,0,S,mg,PS=mg+P,0,S,PS=,ghS+P,0,S,P=,gh+P,0,P=3cmHg+76cmHg,=79cmHg,受力分析,：,（1）重力mg（2）外界大气压力p,0,s,(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。,p,0,s=ps+mg=ps+,ghs,p,0,=p+,gh,p=p,0,-,gh,PS,P,0,S,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,P,0,S,mg,PS=P,0,S+mg,P=P,0,+mg/S,=1.01310,5,+19.8/0.001,=1.11110,5,Pa,汽缸活塞质量为m=1kg，活塞面积s=0.001m,2,外界大气压强为p,0,标准大气压,三力平衡：,气体的状态参量,P=,cmHg,=,Pa,P=,cmHg,=,Pa,m,s,P=,气体的状态参量,（外界大气压为标准大气压p,0,）,p=p,0,+,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=p,0,+gh,p=p,0,-gh,气体的状态参量,p=p,0,+(m,1,g+m,2,g)/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=P,0,S+m,1,g+F,N,F,N,=m,2,g,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,p,0,，气缸内气体的压强为,P,。,F,G,F,0,F,F,0,F,G,F,0,F,G,F,0,N,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p,0,=76cmHg，图中液体为水银）,76cmHg,51cmHg,63.5cmHg,51cmHg,101cmHg,p,p,0,p,h,h,p,h,p,p,0,p,p,0,p,h,h,液体静止时低液面上的压强比高液面上的压强大,p,h,，,h,为两液面的竖直高度差。,p,h,p,h,p,0,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,p,0,，汞柱高为,h求封闭气体压强P(单位：cmHg),。,1,2,3,4,h,1,h,2,A,B,5,h,7,h,8,6,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,p,0,，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)。,1,2,3,4,气体的状态参量,P,P,P,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,