《气体实验定律的应用课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《气体实验定律的应用课件.ppt（28页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、气体实验定律的应用(1)应用玻意耳定律解题的一般步骤:)确定研究对象（一般为密封气体）；)找出状态变化中的两个状态，写状态参量；)根据状态变化的特征（等温），列方程 P1V1=P2V2，代数求解。1、圆筒形汽缸静置于地面上，如图所示，汽缸筒的质量为M，活塞（连同手柄）的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为P0，平衡时汽缸内的容积为V，现用手握住活塞手柄缓慢向上提，设汽缸足够长，在整个上提过程中气体温度不变，并且不计汽缸内气体的重力及活塞与汽缸壁间的摩擦，求将汽缸刚提离地面时活塞上升的距离。2.在温度不变的情况下，把一根长100厘米上端闭的玻璃竖直插入一大水银槽中，管口到槽内水银面的距离
2、为管长的一半，若大气压为75厘米水银柱高，求水银进入管内的高度h=？如图所示,气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成.活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起,可无摩擦移动.A、B的质量分别为mA=12,mB=8.0,横截面积分别为SA=4.010-2m2.,SB=2.010-2m2.一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间,活塞外侧大气压强p0=1.0l05Pa.(1)气缸水平放置达到如图(a)所示的平衡状态,求气体的压强.已知此时气体的体积V1=2.010-2m3.现保持温度不变,将气缸竖直放置,达到平衡后如图(b)所示.与图(a)相比,活塞在气缸内移动的距离L为多少?重力加速度g取10m/s2.(19
3、99年全国高考试题)答案:(1)1.0105Pa(2)9.110-2m如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成，各部分的横截面积分别为2S、0.5S和S。已知大气压强为p0，温度为T0两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到T。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？(2007 海南高考)3、如图所示，粗细均匀的U形玻璃管，右端开口，左端封闭，管内水银将一部分空气封闭在管中，开口朝上竖直放置时，被封闭的空气柱长24cm，
4、两边水银面高度差为15cm，若大气压为75cmHg，问再向开口端倒入长为46cm的水银柱时，封闭端长度将是多少？15cm15cmxx1（P1，V1,t1)2（P2，V2,t2)（3）变质量问题：向容器中进行多次抽气或充气属于变质量问题。解题思路：通过巧妙选取研究对象，化质量变化为质量不变，进而运用气体实验定律求解。变质量问题的处理方法贮气筒内压缩气体的温度是27，压强为40atm从筒中放出一半质量的气体，并使筒内剩余气体温度降到12这时剩余气体压强等于多少？例3、一个开口的玻璃瓶，当瓶内空气温度由270C升高到1270C时，瓶内剩下的空气质量是原来的几分之几？初状态末状态假想空间 解：以瓶内原
5、有空气作为研究对象 初状态：P1=P0，V1，T1=300K 末状态：P2=P0，V2，T2=400K p不变=2=4处理开口容器气体逸出问题：点评：可采用假想空间解决。例题1：一个容积是10L的球，原来盛有1atm的空气，现在想使球内气体压强变为5atm,应向球内打入多少一个标准大气压的空气。（设温度不变）例题2：一个容积是10L的球，原来盛有1.5atm的空气，现在想使球内气体压强变为5atm,应向球内打入多少一个标准大气压的空气。（设温度不变）10L,1atmX,1atm10L,5atmBACK活塞式打气机 活塞式抽气机 v0v0VV例题2：容器的容积为5L，压强为P，用容积为0.1L的
6、抽气筒向外抽气，在温度不变的条件下，（1）抽10次后容器内气体的压强是多大？（2）抽多少次压强减小到原来压强的一半？练、容积为5L的篮球内原有空气压强为2.0105Pa，现要使球内气体压强增至4105Pa，问用容积是0.5L的打气筒打气多少次可达到要求？已知充气过程中气体温度不变，大气压强为1.0105Pa。解：对篮球内原有空气研究，假想作等温变化 初状态：pA1=2105Pa，VA1=5L 末状态：p1=1105Pa，VA2=T不变 pA1VA1=p1VA2 然后以篮球内假想变化后的空气和n个打气筒内的空气加起来的总和作研究对象 初状态：p1=1105Pa，V1=VA2+nVB 末状态：p2
7、=4105Pa，V2=VA1=5L T不变 p1V1=p2V2 即 p1(VA2+nVB)=p2 V2 1105(10+n0.5)=41055 n=20次 VA2=10L 例4、容积为20L的钢瓶内有压强为3106Pa的氧气，现设法将氧气分装到容积为5L的原真空小瓶中去，小瓶充气后压强为2105Pa，问最多能装多少个小瓶？6大瓶分装小瓶：点评：初状态P1V1末状态P2 V2解：以钢瓶中原来所有氧气为研究对象 设钢瓶容积为VA，小瓶容积为VB 初状态：p1=3106Pa，V1=VA 末状态：p2=2105Pa，V2=VA+nVB p1V1=p2V2 310620=2105(20+5n)n=56个
8、大瓶内气体不可能全部出来，与打气筒不同。小结:1处理气体变质量问题的关键：变质量 定质量 巧妙选择研究对象气体 2解决多次充气的技巧：可将多次充入的气体改为一次充入。3解决初压强不同的充气问题：可用假想变化过程过渡求解。5处理开口容器气体逸出问题：可采用假想空间 求解。4解决抽气问题：只能一次次地改变研究对象，而不能将多次抽出的气体改为一次抽出。6大瓶分装小瓶：大瓶内气体不可能全部出来，与打气筒不同。气体变质量问题的处理【例5】一容积为32L的氧气瓶充气后压强为1300N/cm2。按规定当使用到压强降为100N/cm2时，就要重新充气。某厂每天要用400L氧气（在1atm下），一瓶氧气能用多少
9、天（1atm=10N/cm2）？设使用过程中温度不变。如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成，各部分的横截面积分别为2S、0.5S和S。已知大气压强为p0，温度为T0两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到T。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？（4）气体连接体问题：有2个以上的密封气体通过一定的方式（液柱或活塞）连接起来构成气体连接体问题。解题思路：分别以这几种密封气体做研究对象，列状态变化规律的方程。（同应用玻
10、意耳定律解题的一般步骤），不同点在于要准确找出不同气体间状态参量的关系。ab cda bd c例题1：如下图甲所示，圆筒形状容器里的气体被一个易于移动的活塞分成两部分。活塞的质量为m，面积为S，圆筒形状容器横卧并处于水平位置时，容器内活塞两侧气体的体积相等，且压强都为P。容器竖直如下图乙所示放置时，活塞上部气体的压强P1是多少？（设温度恒定）甲乙BACK3、如图所示，可沿汽缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒型汽缸分隔成A、B两部分，活塞与汽缸顶部有一弹簧相连。当活塞位于汽缸底部时，弹簧恰好无形变，开始时B内充有一定量的气体，A内是真空。B部分高度为L1=0.1m，此时活塞受到弹簧的力与受的重力大小
11、相等。现将整个装置倒置，达到新的平衡后B部分的高度L2等于多少？设整个过程温度不变。ABBA1（P1，V1,t1)2（P2，V2,t2)3、图中竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长粗筒中A、B两轻质活塞间封有空气，气柱长L=20cm,活塞A上方的水银深 H=10cm.两活塞与筒壁间的摩擦不计用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，求活塞B上移的距离设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强P0相当于75cm高的水银柱产生的压强2、定性判断容器内液柱移动方向问题例：如图，两端封闭粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一
12、长为h的水银柱，将管内气体分为两部分。已知L2=2L1,若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何运动？（设原来温度相同）L2L1h1、由于气体温度变化而引起水银柱的移动法1：假设法 法2：图像法 法3：极限分析法练 如图中四图均为两端封闭的水平玻璃管，管内空气被一段水银隔开，图中已标明已知条件，水银柱均处于静止状态，如果管内空气都升高相同的温度，则水银柱分别向哪个方向移动？VaVb,TaTbVaVb,Ta=TbVaTb(A)(B)(D)(C)如图所示，把装有气体的 上端封闭的玻璃管竖直插入水银槽内，管内水银面与槽内水银面的高度差为h。当玻璃管缓慢竖直向下插入一些，问h怎样变化？气体的
13、体积怎样变化？h2、温度不变时水银柱移动问题（l）由于容器放置位置的变化而引起的水银柱的移动练 粗细均匀、一端封闭的玻璃管开口向下竖直插在水银槽中，这时管内水银面比槽内水银面高出h,水银柱在玻璃管内封有一定质量气体，空气柱长度为，如图所示，若保持水银面外玻璃管长度不变，而使玻璃管倾斜一定角度，这时玻璃管内空气柱长度为，与 的关系是：A.B.=C.D.无法确定h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）A、玻璃管内气体体积减小 B、玻璃管内气体体积增大C、管内外水银面的高度差减小 D、管内外水银面的高度差增大 一根两端封闭的竖直玻璃管AB内有一段水银柱封闭着两部分气体而处于平衡状态，如图所示若温度不变，当玻璃管自由下落时，水银柱如何移动？（2）由于系统的运动状态的改变而引起水银柱的移动