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1、高一物理气体压强与体积的关系全高一物理气体压强与体积的关系全第1页，此课件共54页哦气体与液体性质比较：气体与液体性质比较：1、相同之处:没有一定的形状,都具有流动性;2、不同之处:液体在不同的容器中虽然有不同的形状,但是体积相同;气体在不同的容器中,既没有一定的形状,又没有一定的体积,且气体的体积等于容器容积.液体不可以压缩，气体可以压缩物体的状态分为固态、液态和气态。物体的状态分为固态、液态和气态。第2页，此课件共54页哦1.气体的状态参量气体的状态参量1.气体的体积V气体体积等于容器的容积.2.气体的温度：摄氏温度t t；国际单位（热力学温标）T，容器内各处温度相同.气体的压强产生：容器
2、内气体分子对器壁的碰撞当某一参量发生变化时，就说气体的状态发生了变化。第3页，此课件共54页哦分子数密度分子数密度n1质量质量M分子数密度分子数密度n2质量质量M压缩到体积较小的容器中相同质量的气体被压缩到体积较小的容器中,气体的密度变大,即单位体积内的分子数变多.气体体积等于容器的容积.（1）气体的体积）气体的体积V国际单位：国际单位：m3常用单位：常用单位：L(升升);ml(毫升毫升)1m3=1000L1L=1000mL分子数密度分子数密度第4页，此课件共54页哦（2）气体的温度）气体的温度T热力学温标用热力学温标用T表示，表示，国际单位：国际单位：K(开尔文，简称开开尔文，简称开)摄氏温
3、标用摄氏温标用t表示，表示，单位：单位：0C(摄氏度，简称度摄氏度，简称度)第5页，此课件共54页哦（3）气体的压强）气体的压强P气体压强的产生：气体压强的产生：模拟气体压强模拟气体压强下落的雨点下落的雨点气体的压强是由于分子的碰撞产生的，所以容器内各处压强相同气体气体气体压强微观解释气体压强微观解释第6页，此课件共54页哦一、压强的单位:大气压大气压;76cm高水银柱产生的压强等于一个大气压P0厘米汞柱高厘米汞柱高cmHg.cmHg.则:国际单位国际单位Pa;Pa;第7页，此课件共54页哦液体液体液体的压强是由于重力产生的，所以液体下面压强大于上面压强液体的压强的公式：液体内同一高度处压强相
4、等多高的水柱相当于一个大气压？第8页，此课件共54页哦二.气体压强的测量气体压强等于器壁上单位面积上受到的压力气体压强的单位；a(帕斯卡，简称帕)水银气压计测量气体压强P P1 1P P0 0P P2 2P P0 0h hP P3 3P P0 0h h第9页，此课件共54页哦2指针式金属压强计 用指针式或数字式压强计测量盛放在贮气筒里的压缩空气和盛放在钢瓶里的氧气或氢气的压强，通常是用指针式金属压强计或数字式压强计直接显示的。图中所示是用指针式压强计来测量自行车轮胎内的气压.第10页，此课件共54页哦P0P2hP0P1h水银封闭着的管中气体压强测量原理水银封闭着的管中气体压强测量原理液体产生的
5、压强是重力的原因；压强的计算是根据力的平衡分析的；连通着的管子内气体压强到处相同；由：由：P0smgp1sP2sp0smg第11页，此课件共54页哦被液体封闭的气体内的压强分析方法被液体封闭的气体内的压强分析方法找出某一压强相等的参考面，可以从某一部分气体开始,经过液柱,向下则压强增大;向上则压强减小.同高则压强不变P0P1hP0P2h第12页，此课件共54页哦P1P P0 0h hH左边：右边：左右两边压强相等：即连通着的液体等高处压强相等。1.弯管内气体压强的计算气体压强的计算气体压强的计算第13页，此课件共54页哦P0h1P1P3P2h4h3h2P0Ph3h5h1h2h4P2第14页，此
6、课件共54页哦hLP0P水银柱封闭的气体压强:1、上下两部分气体，水银柱上部压强小，下部压强大，二者差gh.2、液柱同高度压强相等.第15页，此课件共54页哦已知外界大气压为76cmHg高,水银柱h1=20cm,h2=30cm,求A处的压强P.解:A处的压强为可以直接由:Ah h1 1P P0 0h h2 2第16页，此课件共54页哦2.被活塞封闭着的压强的计算P0smgp1sP2smgp0s活塞质量为m,气缸质量为M,气缸面积为S,第17页，此课件共54页哦P0smgP3S/cos第18页，此课件共54页哦计算：多高的水柱产生的压强相当于一个大气压？一个大气压H高水柱产生的压强即10m高的水
7、柱产生的压强相当于一个大气压第19页，此课件共54页哦76cmP0P=0托里拆利实验上部为真空，水银柱高度总等于外界大气压76cm如果上部钻一小孔，则水银全部流出。第20页，此课件共54页哦复习回顾：复习回顾：1.描述气体的状态参量有哪些描述气体的状态参量有哪些?2.温度的概念和单位。温度的概念和单位。3.压强的微观解释。压强的微观解释。4.压强的单位和常见计算。压强的单位和常见计算。第二节第21页，此课件共54页哦对于一定量的气体,当体积增大时压强减小.体积减小时压强增大。第22页，此课件共54页哦第23页，此课件共54页哦用用DIS实验研究气体压强与实验研究气体压强与体积的关系体积的关系条
8、件：一定质量的气体；温度不变。第24页，此课件共54页哦第25页，此课件共54页哦第26页，此课件共54页哦第27页，此课件共54页哦123456PVPVPV次数实验值项目151.53.322.531.741.2551T PVO 1234512345123456PVPVPV555555多次测量,说明一定量的气体体积与压强的变化关系.第28页，此课件共54页哦（1）玻意耳定律）玻意耳定律一定质量的气体当温度不变时,它的压强与体积成反比.即压强与体积的乘积等于常数.(常数常数)常数C与温度和气体的质量有关.温度越高,质量越大,则常数C就越大.等温变化的P-V图线是一条双曲线.第29页，此课件共54
9、页哦应用玻意耳定律要注意:气体的气体的质量质量要保持要保持不变不变;气体的气体的温度温度要保持要保持不变不变;要要确定确定气体变化气体变化前、后前、后的的压强压强和和体积体积;压强压强和和体积体积分别分别用同一单位用同一单位(不一定用不一定用国际单位国际单位).).第30页，此课件共54页哦（2）气体的等温线）气体的等温线T PVO 1234512345 由于PV积相等，所以气体在做等温变化时PV图任意一个坐标点所对应的面积相等。所以P-V图中两个状态点温度的比就是面积的比。第31页，此课件共54页哦PVO 1234512345 A BC 分析图中A、B、C三个状态温度的关系.由于P-V图中的
10、面积大小反映温度的高低.定质量时，面积大温度高。所以：TATBTC且：且：T TA A：T TB B：T TC C=5=5：6 6：1010第32页，此课件共54页哦PVO 1234512345 A BC 在P-V图中两条不同的等温线,靠近坐标原点的表示温度低.所以：TATBTC第33页，此课件共54页哦0.20.40.60.81PVO 12345123451/V 由于PV之积为常数,即P与V成反比,所以有P与1/V成正比.在P-1/V图中,等温线是一条过原点的直线.第34页，此课件共54页哦PVO PTO VTO 不同坐标下的等温线不同坐标下的等温线等温压缩线等温压缩线P1/VO 不同的温度
11、下做不同的温度下做等温变化等温变化,判断两判断两个图线温度的高个图线温度的高低。低。BA第35页，此课件共54页哦玻意尔定律的微观解释一定质量气体，当体积变小时，单位体积的分子数变多，导致单位面积上受到的作用力变大，压强变会变大。玻意尔定律的微观解释演示第36页，此课件共54页哦如何保证气体的变化是等温变化一般情况下气体被压缩温度则升高;气体膨胀温度则降低;要获得等温变化的过程,气体在压缩或膨胀时过程要缓慢,即让气体与外界有充分的热交换.第37页，此课件共54页哦开始开始气泡在水中上升的过程中体积变大气泡在水中上升的过程中体积变大第38页，此课件共54页哦 例题:水下30米深处有一个20ml
12、的气泡，当升到水面上时气泡体积变为多少？已知P0=1105Pa.解答：被封闭的气体质量不变，做等温变化。初状态：末状态：由玻意尔定律得：解得气泡体积：第39页，此课件共54页哦L LH H气体动态变化分析气体动态变化分析玻璃管上部封闭气体,将玻璃管向上提高一点,气柱长度如何变化?液柱长度如何变化?1.假设气柱长度L不变,上提则h变大,管内压强P=P0-h,即压强P变小,则管内气柱长度应变大,即L变大.2.假设液柱长度h不变,上提则L变大,则压强应变小.管内压强P=P0-h,即液柱h应变大.如果外界大气压变大LH如何变化？管子上提，管子上提，L L和和h h都变大，下压则都变小都变大，下压则都变
13、小L变小，H变大。第40页，此课件共54页哦 例题:如图所示,外界大气压为P0，竖直放置的上端开口的玻璃管,用长为H的水银柱,封闭着一段长为L的空气柱,当缓慢地把管子开口向下放置时,气柱长度变为多少?解答：被封闭的气体质量不变，做等温变化。初状态：末状态：由玻意尔定律得：解得气柱长度：第41页，此课件共54页哦若上图中将管子慢慢地由竖直位置变为水平放置，那么气柱长度变为多少?解答：被封闭的气体质量不变，做等温变化。初状态：末状态：由玻意尔定律得：解得气柱长度：第42页，此课件共54页哦例题:如图所示,外界大气压为P0，气缸截面积为S，可以移动的活塞封闭着一定质量的气体，气柱长为L，用多大力推活
14、塞，可以把气柱长度变为L/2？解答：被封闭的气体质量不变，做等温变化。初状态：末状态：由玻意尔定律得：解得：若当活塞被向外拉，使气柱长度高为1.2L时,拉力多少?第43页，此课件共54页哦复习回顾：复习回顾：1.玻意尔定律玻意尔定律的内容是什么的内容是什么?该定律的该定律的条件是什么条件是什么?2.在一定质量的气体做等温变化时，在一定质量的气体做等温变化时，P-V图象是什么样有图线图象是什么样有图线?3.如何保证气体做等温变化如何保证气体做等温变化?第三节第44页，此课件共54页哦当气体的体积变化时，密度也发生变当气体的体积变化时，密度也发生变化化.由由:玻意尔定律的讨论：玻意尔定律的讨论：第
15、45页，此课件共54页哦例题例题:如图所示如图所示,管中被封闭的气管中被封闭的气柱长为柱长为L=30cm,两管子中的水银两管子中的水银柱高度差柱高度差25cm,要使两管中水要使两管中水银面高度相同银面高度相同,应向右管中加多应向右管中加多高的水银高的水银?外界大气压外界大气压75cmgH.P0hL1初状态：初状态：末状态：末状态：由玻意尔定律：由玻意尔定律：得：得：所加水银的高度：所加水银的高度：h=h+2xhxP0hL1xL2第46页，此课件共54页哦 例题例题:一个体积为一个体积为V V的沼气泡从池塘底浮起，若水深为的沼气泡从池塘底浮起，若水深为3m3m，沼气泡从地底上升到水面时，它的体积
16、将变为原来的，沼气泡从地底上升到水面时，它的体积将变为原来的多少倍？多少倍？(设水底和水面温度相同，大气压强设水底和水面温度相同，大气压强p p0 0=1.0 =1.0 10 10 5 5pa,pa,水的密度水的密度 =1=1 10 103 3kg/mkg/m3 3)气体做等温变化气体做等温变化两状态下气体的密度比：两状态下气体的密度比：初状态：初状态：末状态：末状态：由玻意尔定律：由玻意尔定律：得：得：3m第47页，此课件共54页哦例题：长为例题：长为90cm下端开口的玻璃管向下端开口的玻璃管向插入水银槽中插入水银槽中,当插入槽中深度为当插入槽中深度为30cm时时,进入管中的水银柱多高进入管
17、中的水银柱多高?已知大气压为已知大气压为76cmgH.设进入管中的水银柱深度为设进入管中的水银柱深度为X,X,初状态：初状态：末状态：末状态：由玻意尔定律：由玻意尔定律：得：得：求得：求得：第48页，此课件共54页哦PVO PVO PTO PTO VTO VTO VTO 等压等压膨胀膨胀图线图线等容等容升温升温图图线线等温等温压缩压缩图线图线PVO PTO 同一变化过程在不同图中的表示同一变化过程在不同图中的表示第49页，此课件共54页哦PVO 1234512345一定质量的气体由状态一定质量的气体由状态A开始开始P=4大气压大气压;V=1L:先先等温膨胀，再等容升温，再等压压缩加到原状态。等
18、温膨胀，再等容升温，再等压压缩加到原状态。等温膨胀变为等温膨胀变为1个个大气压达状态大气压达状态B A B 再等容升温变为再等容升温变为4个个大气压达状态大气压达状态C C再等压压缩到体积再等压压缩到体积为为1L达状态达状态A同一图中表示不同的变化过程同一图中表示不同的变化过程第50页，此课件共54页哦初状态：初状态：末状态：末状态：由玻意尔定律：由玻意尔定律：得：得：水银的高度：水银的高度：例题：长为例题：长为1m两端开口的玻璃管向插入水两端开口的玻璃管向插入水银槽中银槽中,当插入槽中深度为当插入槽中深度为50cm时时,封闭上封闭上口口,然后将管子竖直拿出然后将管子竖直拿出,求管中水银柱有多
19、求管中水银柱有多少长少长?已知大气压为已知大气压为76cmgH.第51页，此课件共54页哦 例例题题：如如图图所所示示，长长为为100cm的的内内径径均均匀匀的的细细玻玻璃璃管管，一一端端被被封封闭闭，一一端端开开口口，当当开开口口端端竖竖直直向向上上时时，用用h1=20cm水水银银柱柱封封住住h2=49cm长长的的空空气气柱柱，当当开开口口竖竖直直向向下下时时，管管内内被被封封闭闭的的空空气气柱柱长长为为多多少少？(大大气气压压为为76cmHg)h2h1根根据据PV=C，9649S=56LS，可可得得开开口口向向下下时时气气体体长长度度L=84cm，但但 是是 此此 时时 空空 气气 柱柱
20、长长 度度 与与 水水 银银 柱柱 长长 度度 之之 和和，84+20=104cm100cm，大大于于玻玻璃璃管管总总长长100cm。水水银银将将流流出出一一部部分分，这这样样整整个个物物理理图图景景发发生生变变化化，还还要要根根据据流流出出部部分水银的图景重新分析计算。分水银的图景重新分析计算。解解答答：以以封封闭闭气气体体为为研研究究对对象象，当当开开口口向向上上时时，P1=96cmHg,V1=49S。当当 开开 口口 向向 下下 时时，P2=56cmHg，可求，可求V2。第52页，此课件共54页哦如如图图所所示示，设设水水银银流流出出一一部部分分后后空空气气柱柱长长度度为为L，则则当当在
21、在管管内内水水银银柱柱长长100L。那那 么么P2+(100L)=P0，P2=(L24)cmHg，V2=LS。根根 据据 玻玻 意意 尔尔 定定 律律，9649S=(L24)LS，解得，解得L=81.5cm h2h1L100-L注意：对于开口向上，液柱封闭气体的玻注意：对于开口向上，液柱封闭气体的玻璃管，当开口水平或开口向下时，需分析璃管，当开口水平或开口向下时，需分析由于气体压强减小，封闭气体体积增大时，由于气体压强减小，封闭气体体积增大时，是否有水银流出的问题。如果部分水银流是否有水银流出的问题。如果部分水银流出，则应根据新物理图景重新计算。出，则应根据新物理图景重新计算。第53页，此课件共54页哦知识要点复习：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54页，此课件共54页哦